Abstract Biomass models are key tools for estimating carbon in agroecosystems. This research was conducted in Caquetá, Colombia, in plantations and agroforestry systems. A total of 41 trees of Hevea brasiliensis and 40 of Theobroma grandiflorum were sampled to estimate the above-ground biomass (A b ); and 19 and 12 trees, respectively, were excavated to estimate the below-ground biomass (B b ). The models were adjusted based on the determination coefficient (R2), the adjusted R2, and Akaike’s and the Bayesian information criteria. The recommended models for A b in H. brasiliensis and T. grandiflorum were Ln(A b )=-2.99+2.72*Ln(DBH) and Ln(A b )=-2.59+2.48*Ln(D30), respectively (A b: kg.tree-1; DBH: diameter at breast height in cm; D30: trunk diameter at a 30 cm height). Additionally, models based on diameter and height were developed, as well as others based on the crown area. These models constitute an advancement in improving estimations of biomass and carbon, thus reaching Tier 2 in research and mitigation projects.

Resumen Los modelos de biomasa son herramientas clave para estimar carbono en agroecosistemas. Esta investigación fue desarrollada en Caquetá, Colombia, en plantaciones y sistemas agroforestales. Se seleccionaron 41 árboles de Hevea brasiliensis y 40 de Theobroma grandiflorum para estimar la biomasa aérea (B a ); y 19 y 12 árboles fueron excavados respectivamente para estimar biomasa subterránea (B b ). Se ajustaron los modelos con base en el coeficiente de determinación (R2), el R2 ajustado, y los criterios de información de Akaike y Bayesiano. Los modelos recomendados para B a en H. brasiliensis y T. grandiflorum fueron Ln(B a )=-2.99+2.72*Ln(DAP) y Ln(B a )=-2.59+2.48* Ln(D30), respectivamente (B a: kg.árbol-1; DAP: diámetro a la altura del pecho en cm; D30: diámetro del tronco a 30 cm de altura). Adicionalmente, se desarrollaron modelos con base en diámetro y altura, así como otros basados en el área de la copa. Estos modelos son un avance para mejorar las estimaciones de biomasa y carbono, alcanzando un Tier 2 (Nivel 2), en investigación y proyectos de mitigación.

RESUMEN La deforestación y degradación de bosques, principalmente en áreas con alta densidad de carbono, es una de las más importantes fuentes de gases de efecto invernadero (GEI). El impacto de la deforestación sobre el almacenamiento de carbono en biomasa total y sus emisiones de CO2 es analizado en cuatro coberturas de la tierra en el Santuario de Fauna y Flora Iguaque (SFFI), Boyacá, Colombia. Un total de 32 parcelas temporales de muestreo (PTM) de 250m2 fueron establecidos para medir los árboles con diámetro a la altura del pecho (dap) ( 10 cm. Mientras que 17 PTM de 36m2 fueron establecidas para medir la altura total y de estípite de todos los frailejones (Espeletia boyacensis Cuatrec, E. tunjana Cuatrec and E. cf. Incana). La biomasa arriba y abajo del suelo fue estimada con modelos alométricos, mientras que el carbono fue estimado usando una fracción de 0.47. El área de muestreo fue proporcional al área de cada cobertura: arbustales abiertos (AA), arbustales densos (AD), bosque denso alto de tierra firme (BDATF) y herbazal denso de tierra firme no arbolado (HDTFNA). El BDATF y AD mostraron el mayor almacenamiento de carbono en biomasa total (55 y 27Mg C/ha, respectivamente). El SFFI almacenó cerca de 135.9Gg C, de los cuales 25-38Gg CO2e podrían ser emitidos a la atmósfera en los próximos 20 años. El BDATF y AA son las coberturas con el mayor potencial de emisiones de CO2 a la atmosfera. Por consecuencia, la priorización de la preservación de estos ecosistemas mediante programas de Reducción de Emisiones por Deforestación y Degradación (REDD+) es clase para contrarrestar los efectos climáticos y asegurar el suministro de servicios ecosistémicos que apoyen a los medios de vida de las comunidades locales.

ABSTRACT Deforestation and forest degradation, mainly in areas with high carbon density, is one of the most important source of greenhouse gases (GHG). The impact of deforestation on carbon storage in total biomass and its CO2 emissions is analyzed in four land covers in the Santuario de Fauna y Flora Iguaque (SFFI), Boyacá, Colombia. A total of 32 temporal sampling plots (TSP) of 250m2 was established to measure trees with diameter at breast height (dbh) ( 10 cm whereas 17 TSP of 36m2 were established to measure total and stipe height of all frailejones (Espeletia boyacensis Cuatrec, E. tunjana Cuatrec and E. cf. Incana). Above and belowground biomass was estimated with allometric models, whereas carbon was calculated using a fraction of 0.47. The sampling area was proportional to the area of each land cover: open heathlands and moorlands (OMH), dense heathlands and moorlands (DMH), broad-leaved forest with continuous canopy, not on mire (BFCC), natural grassland prevailingly without trees and shrubs (NSWT). BFCC and DMH showed higher carbon storage in biomass (55 and 27Mg C/ha, respectively). SFFI stored around 135.9Gg C, from which 25-38Gg CO2e could be emitted to the atmosphere in the 20 next years if the deforestation rates continue. BFCC and OMH are the covers with the highest potential of CO2 emissions to the atmosphere. Therefore, prioritizing the preservation of these ecosystems by Reducing Emissions from Deforestation and Degradation (REDD+) programs, is a key to counter the effects of climate change and ensure the supply of ecosystemic services that support local communities’ livelihoods.

RESUMEN El suelo es un reservorio importante de carbono, ya que puede almacenar el doble de lo contenido por la atmósfera y el triple de la biomasa. Esto lo constituye en un componente clave para proyectos de mitigación del cambio climático (CC). Es importante conocer el potencial de almacenamiento de carbono orgánico del suelo (COS) en los principales usos del suelo y su dinámica esperada, por potenciales cambios de uso. Se estima el COS en los siete de los sistemas de uso del suelo dominantes en el área de estudio, con cinco réplicas, así: 1) plátano con sombrío (SAF+plátano); 2) cacao con sombrío (Ca+S); 3) cítricos (C); 4) sistema silvopastoril bajo (SSPB); 5) sistema silvopastoril alto (SSPA); 6) bosques de galería (BG) y 7) mata de monte (MM). La concentración de COS fue analizada en muestras compuestas de 25 submuestras de suelo por parcela y la DA, se estimó con el método del cilindro en una muestra por parcela. Todos los usos del suelo estudiados pueden mitigar el CC al almacenar COS. El BG fue el sistema que presentó el mayor almacenamiento de carbono; por el contrario, el SAF+plátano almacenó el menor COS (72,7 vs 33,4Mg/ha, respectivamente). Cambios de uso del suelo pueden causar emisión de CO2 o adicionalidad en la fijación de carbono. Cambios de uso del suelo que incrementen el COS permiten la mitigación del CC, pudiendo ser susceptibles de financiamiento, lo que permite mejorar los medios de vida de los productores locales.

ABSTRACT Soil is an important carbon reservoir as it can store twice the amount that atmosphere does and three times the biomass, which makes it a key component for climate change (CC) mitigation projects. It is important to know the potential of soil organic carbon storage (SOC) in the main uses of the soli and their expected dynamics due to potential use changes. SOCS is estimated in 7 of the dominant land use systems in the area of the study, with 5 replicas as follows: 1) banana with shade (SAF+banana); 2) cocoa with shade (Ca+S); 3) citrus (C); 4) low silvopastoral system (SSPB); 5) high silvopastoral system (SSPA); 6) gallery forests (BG); and 7) bush forest (MM). SOC concentration was analyzed in samples composed of 25 soil sub-samples per plot, and the DA was estimated with the cylinder method in a simple per plot. All land uses studied can mitigate CC when storing SOC. BG was the system that showed the highest carbon storage. On the other hand, SAF+banana stored the least SOC (72,7 vs 33,4Mg/ha, respectively). Changes in land use can cause CO2 emissions or an addition in carbon fixation. Changes in land use that increase SOC allow CC mitigation, which makes them feasible for funding, thus allowing an improvement in the livelihood of local producers.

Resumen Introducción: Los cultivos de café, cacao y pasturas para la ganadería son actividades agropecuarias de interés económico en Colombia. Cuando estas actividades se desarrollan bajo sistemas agroforestales (SAF) promueven la conservación e incrementan la fijación de carbono y, por ende, la mitigación del cambio climático. Objetivo: El estudio estimó el almacenamiento de carbono en la biomasa aérea, necromasa y carbono orgánico del suelo bajo SAF con cacao (SAF cacao), SAF con café (café SAF), sistemas silvopastoriles (SSP) y bosque en el municipio de Mesetas, Meta (Colombia). Métodos: Se establecieron 44 parcelas de muestreo, en donde se tomaron medidas dasométricas a individuos con un diámetro del tronco a la altura del pecho (dap) ≥ 2.5 cm (latizales, fustales y fustales grandes), cuyos valores fueron transformados a carbono con modelos de biomasa y una fracción de carbono default. En los tres sistemas agropecuarios, se contó el número de árboles de cacao, café, plantas asociadas y se identificó el tipo de uso (maderable, alimento, combustión). Resultados: El almacenamiento de carbono presentó diferencias significativas (P < 0.0001) entre usos del suelo. La mayor acumulación se encontró en bosque, con 216.6 t C ha-1, superando en 59, 72 y 73 % a SAF cacao, SSP y SAF café, respectivamente. Fabaceae, Lauraceae y Primulaceae presentaron el mayor almacenamiento de carbono. En SAF cacao, la mayor acumulación de carbono fue encontrada en especies para alimento humano; en SAF café y SSP, el mayor almacenamiento fue presentado en las especies maderables. Conclusión: Estos resultados resaltan el potencial de almacenamiento de carbono en los sistemas productivos de mayor importancia en el departamento del Meta, lo cual es importante para el diseño de estrategias que permitan integrar acciones de mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero y promover la economía campesina local.

Abstract Introduction: Coffee, cocoa crops and pastures for livestock are agricultural activities of economic interest in Colombia. When these activities are developed under agroforestry systems (AFS), they promote conservation and increase carbon fixation and, therefore, climate change mitigation. Objective: The study estimated carbon storage in aboveground biomass, necromass and soil organic carbon under SAF with cocoa (SAF cocoa), SAF with coffee (SAF coffee), silvopastoral systems (SPS) and forest in Mesetas, Meta (Colombia). Methods: Forty-four sampling plots were established, where dasometric measurements were taken from individuals with a trunk diameter at breast height (dbh) ≥ 2.5 cm (saplings, trees and large trees), whose values were transformed to carbon with biomass models and a default carbon fraction. In the three agricultural systems, the number of cocoa and coffee trees and associated plants was counted, and the type of use (timber, food, combustion) was identified. Results: Carbon storage showed significant differences (P < 0.0001) among land uses. The highest accumulation was found in forest, with 216.6 t C ha-1, exceeding in 59, 72 and 73 % to SAF cocoa, SSP and SAF coffee, respectively. The botanical families Fabaceae, Lauraceae and Primulaceae presented the greatest carbon storage. In SAF cocoa, the greatest accumulation of carbon was found in species for human food; in SAF coffee and SSP, the greatest storage was presented by timber species. Conclusion: These results highlight the potential for carbon storage in the most important productive systems in the Meta department, which is important for designing strategies that allow for integrating actions to mitigate greenhouse gas emissions and to promote the local peasant economy.

Abstract The payment value for the ecosystem service of carbon sequestration and storage in forests and agroforestry systems with cacao (AFS-cacao) from the sub-basin of river Munguidó, Quibdó, Colombia was estimated. The productive activities of highest economic importance (cane, pineapple, plantain, cassava, AFS-cacao, and timber harvesting) were selected, and their financial profit was assessed: net present value (NPV), cost-benefit ratio (B/C), and the internal rate of return (IRR). The payment value for the service was estimated considering the profitability of productive activities and carbon sequestration rate. Minimum and maximum values to pay for reduction of carbon emissions in primary forests, and for carbon sequestration in secondary forests and AFS-cacao are between 4 and 27; 5 and 37; and 9 and 63 U$/Mg CO2e, respectively.

Resumo As árvores são essenciais nas cidades para capturar CO2 e, por sua vez, contribuem para mitigar as mudanças climáticas. O armazenamento e fixação de carbono de biomassa acima do solo na floresta urbana de Ibagué foram estimados com um censo em 2013-2016 e uma re-medição de 15% dos indivíduos em 2019-2020. O número de árvores necessárias para as principais espécies foi estimado para mitigar as emissões domésticas de gases de efeito estufa. As árvores urbanas fixam cerca de 3,81 Gg de CO2/ano, o que representa apenas 2,3% das emissões da cidade. A mitigação de 169,2 Gg CO2/ano das residências da cidade seria alcançada com entre 412 mil e 1,2 milhão de árvores das espécies mais dominantes. Os esforços baseados em infraestrutura verde para compensar as emissões urbanas no nível municipal devem ser coordenados com políticas territoriais em escalas amplas.

Abstract Trees are essential in the city to capture CO2, and, at the same time, to contribute to the mitigation of climate change. Carbon storage and fixation in aboveground biomass was estimated in the urban woodland of Ibagué with a census from 2013-2016, and a new measurement of 15% on individuals in the 2019-2020 period. The number of trees of the main species required to mitigate emissions of greenhouse gases from households was estimated. Urban woodland captures about 3.81 Gg CO2/year, which represents only 2,3% of the city emissions. The mitigation of 169.2 Gg CO2/year of the city households would be achieved by having between 412,000 and 1.2 million trees of the most dominant species. Efforts based on green infrastructure to compensate urban emissions at municipal level must be coordinated with territory policies at large scales.

Resumen Los árboles son indispensables en las urbes para capturar CO2, y a su vez, contribuir a mitigar el cambio climático. Se estimó el almacenamiento y fijación de carbono en biomasa arriba del suelo en el arbolado urbano de Ibagué con un censo del 2013-2016 y una remedición del 15% de los individuos en el período 2019-2020. Se estimó el número de árboles requeridos de las principales especies para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero de los hogares. El arbolado urbano fija cerca de 3,81 Gg CO2/año, lo que representa solo el 2,3% de las emisiones de la ciudad. La mitigación de 169,2 Gg CO2/año de los hogares de la ciudad se lograría teniendo entre 412 mil y 1,2 millones de árboles de las especies más dominantes. Los esfuerzos basados en infraestructura verde para compensar la emisión urbana a nivel municipal deben coordinarse con políticas territoriales a escalas amplias.

Resumen El cambio climático, ocasionado por el incremento en la concentración de gases efecto invernadero (GEI), genera alteraciones en el clima del planeta, aumentando la temperatura media global, lo que afecta patrones de precipitación. El área de estudio se ubicó en el Municipio de Yopal, corregimiento Tacarimena, compuesta por ocho veredas, la cual presenta clima cálido - húmedo con promedio de precipitación anual de 2270 mm; temporada seca de diciembre-marzo y lluviosa de abril-noviembre y alturas inferiores a 380 m. En concordancia con la necesidad del desarrollo bajo en carbono, la presente investigación estima la biomasa arriba y abajo del suelo y con éstas el carbono total almacenado en siete sistemas de uso del suelo: 1) plátano con sombrío (SAF+ plátano), 2) cacao con sombrío (Ca+S), 3) cítricos (C), 4) sistema silvopastoril bajo (SSPB), 5) sistema silvopastoril alto (SSPA), 6) bosques de galería (BG), y 7) mata de monte (MM). Se trabajó con diseño experimental completamente al azar con cinco repeticiones, para un total de 35 unidades experimentales. Se establecieron parcelas temporales de muestreo, tomando datos en 832 árboles de 66 especies botánicas. Se estimó la biomasa arriba del suelo mediante modelos alometricos, utilizando datos de campo (diámetro a la altura del pecho dap y la altura total). La biomasa abajo del suelo (raíces) se estimó empleando el modelo general para bosques tropicales. Todos los usos del suelo en estudio ofrecen el servicio ecosistémico de captura de carbono, siendo el BG y la MM los de mayor carbono, mientras que el SAF+plátano almacenó la menor cantidad de carbono. Potenciales cambios de sistemas productivos a sistemas forestales (BG y MM) implican una ganancia de carbono (adicionalidad), mientras que los cambios contrarios, es decir deforestación, representan emisiones de CO2. Estos resultados son claves para la orientación a políticas y proyectos de captura de carbono.

Abstract Climate change caused by increased greenhouse gas (GHG) concentration causes alterations in the planet’s climate and increases the average global temperature, thereby affecting rainfall patterns. This study’s target area was the town of Tacarimena in the municipality of Yopal; it has eight rural areas. The area is located around 380 masl and has a warm, humid climate, a mean annual rainfall of 2,270 mm, a dry season between December and March and a rainy season from April to November. This research has estimated seven land-use systems’ above- and below-ground biomass and total carbon storage in line with a low-carbon development policy: 1) plantain with shade (SAF + plantain), 2) cocoa with shade (Ca + S), 3) citrus (C), 4) low-lying silvopastoral system (LSS), 5) high-lying silvopastoral system (HSS), 6) gallery forest (GF) and 7) bush (B). A completely randomised experimental design with five repetitions was used, giving 35 experimental units. Temporary sampling plots were established for taking information regarding 832 trees from 66 botanical species. Allometric models were used for estimating above-ground biomass using field data/measurements (diameter at breast height (DBH) and total height (TH). A general tropical forest model was used for estimating below-ground biomass. All the land-use systems being studied had the essential ecosystem service of carbon capture/CO2 sequestration where GF and B had the highest carbon storage; on the contrary, SAF + plantain stored the lowest amount of carbon. Changing from production to forestry systems (GF and B) implies increased carbon capture (additionality), whereas the opposite (i.e. deforestation) represents CO2 emission. Such results represent a key input for policy design and carbon capture projects.

Resumo A mudança climática, causada pelo aumento da concentração de gases de efeito estufa (GEEs), gera alterações no clima do planeta e um aumento na temperatura média global, afetando os padrões de precipitação. A área de estudo foi localizada no município de Yopal, distrito Tacarimena, composto por oito vilarejos, que tem um clima quente - úmido com precipitação anual média de 2.270 mm, além de uma estação seca de dezembro a março e uma estação chuvosa entre abril e novembro. De acordo com a necessidade de desenvolvimento baixo em carbono, esta pesquisa estima a biomassa acima e abaixo do solo e com eles o total de carbono armazenado em sete sistemas de uso da terra: 1) banana com sombra (SAF + banana), 2) cacau sombreado (Ca + S), 3) cítricos (C), 4) sistema silvopastoril baixo (SSPB), 5) sistema silvopastoril alto (SSPA), 6) floresta riparia (BG), e 7) fragmento de floresta (MM). Desenvolveu-se um desenho experimental inteiramente casualizado com cinco repetições, totalizando 35 unidades experimentais. Parcelas temporárias de amostragem foram estabelecidas, tomando dados de 832 árvores de 66 espécies botânicas. A biomassa acima do solo foi estimada com modelos alométricos, inserindo os dados de campo: diâmetro à altura do peito (dap) e a altura total. A biomassa abaixo do solo foi estimada usando um modelo geral para florestas tropicais. Todos os usos da terra em estudo oferecem o serviço ecossistêmico de captura de carbono, sendo BG e MM os que apresentam o maior carbono, enquanto que SAF + banana armazenou a menor quantidade de carbono. Mudanças potenciais de sistemas de produção para sistemas florestais (BG e MM) implicam em ganho de carbono (adicionalidade), entanto que as mudanças opostas, como o desmatamento, representam emissões de CO2. Esses resultados são chaves para orientar políticas e projetos de captura de carbono.

ABSTRACT Production systems with woody perennial plants, ideally timber trees, are technologies accepted in carbon (C) projects to mitigate climate change. This research had as purpose the estimation of C storage and fixation in coffee production systems in Cundinamarca, Colombia. Carbon in biomass, necromass and soil were estimated in coffee plantations with three different shade levels (low, medium and high) in three municipalities using IPCC’s recommendations. Soil stored 75% of the total C (93.9 to 137.7 Mg C ha–1 in the upper 30 cm), followed by trees (19%). Carbon increases with a rise in shade (55.8 vs 42.0 vs 23.0 Mg C ha–1 for high, medium and low shade, respectively). These coffee plantations fixed a mean of 2.3 Mg C ha–1 year–1, with a maximum value of ~7.1 Mg CO ha–1 year–1 under a shade of 30% to 40%. Coffee plantations, especially with high shade, have a high potential of C fixation and mitigate climate change.

RESUMEN El cambio climático global es uno de los problemas más graves de la humanidad, causado, principalmente, por el aumento de CO2 y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera. Se reconoce que las emisiones de estos gases pueden ser reducidas disminuyendo su emisión o aumentando su remoción y depósito, en sumideros terrestres. El suelo es el mayor sumidero de carbono © y mitiga su creciente concentración atmosférica. Los paisajes rurales alto-andinos retienen importantes cantidades de C orgánico del suelo (COS), teniendo un papel fundamental en su ciclo global, pero ha sido poco valorado. El objetivo de este estudio fue estimar el COS en los principales usos de la tierra y los impactos del cambio de uso en paisajes alto-andinos en Santa Isabel - Tolima, Colombia. Se evaluaron tres usos del suelo: (i) cultivos agrícolas (CA), (ii) sistemas silvo-pastoriles de pasturas con árboles dispersos (SSP) y (iii) bosques nativos (BN), estimando la densidad aparente, por el método del cilindro y la concentración de COS, a una profundidad de 0-40cm. La densidad aparente, se incrementó notablemente, al cambiar de BN a CA y SSP (0,35 a 0,61 y 0,65g/cm3, respectivamente). Contrastando, la concentración de COS, se redujo al convertir BN a usos agropecuarios (8,9 a 5,8%). Los BN almacenaron más C que los CA y SSP (122,4; 79,6 y 79,8t/ha, respectivamente), causando una emisión potencial de 157 t CO2/ha, en caso de deforestación. Procesos contrarios implican captura de C atmosférico. La conservación de BN alto-andinos debe estar altamente considerados en las políticas nacionales y regionales.

SUMMARY Global climate change is one of the most serious problems of mankind, caused mainly by the increase of CO2 and other greenhouse gases in the atmosphere. It is recognized that net emissions of these gases can be reduced either by reducing their emission or by increasing their removal by depositing in terrestrial sinks. The soil is the largest carbon I sink and mitigates its increase in atmospheric concentration. The rural landscapes in high-land ndean zones retain significant amounts of organic soil C (SOC), playing a key role in its global cycle. The objective of this study was to estimate the SOC stocks in the main land uses, and the impacts of land use change in high-land ndean landscapes in Santa Isabel, Tolima, Colombia. Three land uses were evaluated: (i) agricultural crops (AC), (ii) silvopastoral systems of pastures with dispersed trees (SPS), and (iii) native forests (NF), estimating bulk density (BD) by cylinder method and the concentration of SOC to a depth of 0-40cm. The BD notably increased by changing from NF to AC and SPS (0.35 to 0.61 and 0.65g/ cm3, respectively). Contrasting, the concentration of SOC was reduced when NF change to agricultural and livestock uses (8.9 to 5.8%). The NF stocked more C than AC and SPS (122.4, 79.6 and 79.8t/ha, respectively), causing a potential emission of 157t CO2/ha in case of deforestation. Opposite processes imply capture of atmospheric carbon. The conservation of NF in high-land Andean zones must be highly considered in national and regional policies.

RESUMO Os bosques do trópico húmido no mundo e, especialmente os do Pacífico Colombiano, estão a ser submetidos a um aproveitamento selectivo de árvores de diâmetros menores, utilizados em indústrias de ciclos curtos, tal como a bioenergía. Esta situação gera uma redução na biomasa e o carbono alojado e constitui-se numa emissão de gases de efeito invernadero (GEI). Os modelos alométricos para a estimativa da biomasa acima do solo de árvores pequenas são escassos, apesar de ser uma importante ferramenta para o cálculo do carbono. O objectivo do estudo foi desenvolver modelos alométricos multi-espécies para estimar a biomasa acima do solo em bosques húmidos tropicais. Seleccionaram-se 61 indivíduos (diâmetro à altura do peito -DAP- < 12 cm), que eles foram medidos, cortado e pesado para estimar a sua biomassa. Seleccionou-se o modelo de melhor ajuste considerando critérios de coeficiente de determinação (R2) e R2 ajustado, erro quadrático médio de predição, Critérios de Akaike e Bayesiano de Informação e a lógica biológica do modelo. Alométrica modelo melhor ajuste (R2 = 0,72) foi a DAP e altura total como variáveis independentes, considerando que é um multi-espécies de florestas com um modelo de elevada diversidade.

ABSTRACT World wet tropical forests, and especially the ones in the Colombian Pacific area, are the target of a small tree (minor diameter) selective harvest process, used in short-cycle industries, such as bioenergy. This situation generates a reduction in stored carbon and biomass, and becomes an emission of greenhouse gases (GHG). Allometric models for aboveground biomass are few, despite being an important tool of carbon calculation. The goal of this study was to develop multi-species allometric models for small trees aboveground biomass in wet tropical forests. A total of 61 individuals (diameter at breast height -DBH- < 12 cm) was measured, cut and weighed to estimate their biomass. The model with the best adjustment was selected considering criteria of determination coefficient (R2) and adjusted R2, mean quadratic error of prediction, Akaike and Bayesian Information Criteria and the biological logic of the model. Best-fit allometric model (R2= 0,72) was with DBH and total height as independent variables, considering that it is a multi-species model coming from forests with a high diversity.

Los sistemas de uso del suelo con leñosas perennes, como cacaotales, mitigan el cambio climático, al capturar CO2 atmosférico. El objetivo del estudio fue estimar la fijación de carbono en biomasa total en los sistemas de producción de cacao, dominantes del Tolima, Colombia. El estudio, se realizó en Rovira y Falan, empleando un diseño experimental, completamente al azar, con seis sistemas de producción de cacao: monocultivo, sistema agroforestal (SAF) con maderables, SAF con aguacate, SAF con cítricos, SAF con frutales, y SAF con maderables y frutales y tres repeticiones. Se establecieron dos parcelas de muestreo rectangulares, de 1.000m² por unidad de muestreo, donde se identificaron y midieron los árboles con dap ≥ 10cm (diámetro del tronco a la altura del pecho -dap- y altura total -ht). Se establecieron dos sub-parcelas de 256m², por parcela principal, para medir arbustos de cacao: ht y diámetro del tronco, a 30 cm de altura (D30). Se emplearon modelos alométricos, para estimar la biomasa. El SAF con maderables y frutales y SAF con frutales presentaron la mayor biomasa total (122,0 y 72,5t/ ha). En el SAF con maderables y frutales, se evidenció el mayor almacenamiento de carbono, con 61,0t C/ha, mientras que la mayor tasa de fijación de carbono fue de 17,7t/ha/ año, para el SAF con cítricos. Los resultados sugieren que la producción de cacao, que incluyen otras especies vegetales, diversifica la producción e incrementa la seguridad alimentaria y la generación de servicios ambientales, tal como la captura de carbono atmosférico.

The land use systems with woody perennials species, such as cacao plantations, mitigate climate change by capturing atmospheric CO2. The aim of the study was to estimate the fixation of atmospheric carbon in total biomass in the most dominant cocoa production systems in Tolima, Colombia. The study was carried out in Rovira and Falan using a completely randomized experimental design with six cocoa production systems: monoculture, agroforestry system (SAF) with timber trees, SAF with avocado, SAF with citrus species, SAF with fruit trees and SAF with timber and fruit species with three replications. Two rectangular sampling plots 1000m² were established by sampling unit where trees with diameter of trunk at breast height (dbh) ≥ 10cm were identified and measured (dbh and total height - th). Two subplots of 256 m² by main plot, for measuring cocoa bushes were established: ht and trunk diameter at 30cm height (D30). Allometric models to estimate biomass were used. The AFS with timber and fruit species and AFS with fruit species had the greatest biomass (122.0 and 72.5t/ha). In the AFS with timber and fruit species presented the highest carbon storage in biomass with 61.0t C/ha; whereas the greatest carbon fixation rate was 17.7 t/ha/year in AFS with citrus species. The results suggest that cocoa plantations that include other plant species diversify the production and increase food security and generation of environmental services, such as capturing atmospheric carbon.

Los cafetales arbolados representan una de las estrategias para capturar carbono y, en consecuencia, ayudan a mitigar el cambio climático global. En este trabajo se estudió la tasa de fijación y almacenamiento de carbono, en los siguientes sistemas de producción de café en el Lºíbano, Tolima, Colombia: 1) monocultivo; 2) sistemas agroforestales (SAF) con plátano (Musa AAB); 3) SAF con nogal cafetero (Cordia alliodora) y 4) SAF con caucho (Hevea brasiliensis). Se establecieron parcelas de muestreo para medir los diámetros del tallo en cafetos y árboles, y la altura de la planta en los cafetos. Se estimó la biomasa aérea de las plantas con base en modelos de biomasa disponibles para estas especies. Se encontró que la tasa media de fijación de carbono del SAF con nogal (4,37 Mg·ha-1·año-1) superó (P≤0,05) al resto de los sistemas de producción de café, y dentro de éstos, los árboles del dosel de sombra representaron el componente de almacenamiento de carbono más importante (3,57 y 1,20 Mg·ha-1·año-1 para el nogal y caucho, respectivamente). Para el momento del estudio el SAF con nogal habría logrado un almacenamiento de carbono de 36,7 Mg·ha-1 en 8,4 años, el SAF con caucho 22,9 Mg·ha-1 en 14,6 años, el SAF con plátano 1,3 Mg·ha-1 en 2,1 años y el cafeto en monocultivo 2,2 Mg·ha-1 en 3,5 años. La máxima fijación de carbono se encontró para los SAF que proyectaban un nivel de sombra del 33 %. Se demostró el potencial de estos sistemas de producción para ser incluidos en proyectos de sumidero de carbono.

Coffee plantation with trees represents an important system for carbon sequestration and a strategy to mitigate global climate change. In this research it was studied the fixation rate and storage of carbon in the following coffee production systems in Líbano, Tolima, Colombia: 1) monoculture plantation; 2) agroforestry systems (AFS) with plantain (Musa AAB); 3) AFS with salmwood (Cordia alliodora); and 4) AFS with rubber trees (Hevea brasiliensis). Sample plots were established to measure stem diameter and height on coffee plants, along with stem diameter of trees. Total aboveground biomass of plants was estimated using available biomass models for those species. It was found that the average rate of carbon fixation in AFS with salmwood (4.37 Mg·ha-1·yr-1) was higher (P≤0.05) than the rest of the coffee production systems, and the trees showed to be the system component that accounted for most carbon storage (3.57 and 1.20 Mg·ha-1·yr-1 for salmwood and rubber trees, respectively). By the time of the study, the AFS with salmwood had achieved a carbon storage of 36.7 Mg ha-1 in 8.4 years, the AFS with rubber tree 22.9 Mg ha-1 in 14.6 years, the AFS with banana 1.3 Mg·ha-1 in 2.1 years, and the coffee monoculture 2.2 Mg·ha-1 in 3.5 years. The greatest carbon fixation was found with a shade of 33 %, showing the potential of these production systems to be included in carbon sequestration projects.

La huella de carbono es un medio útil para estimar el impacto de cualquier sistema de producción en el cambio climático, específicamente en la emisión o fijación neta de gases de efecto invernadero (GEI). El cultivo de arroz tiene enorme importancia alimentaria, social y económica en el mundo; sin embargo, es un sistema productivo netamente emisor de GEI. El objetivo de este estudio fue estimar la huella de carbono en el proceso de producción de arroz en Campoalegre, Huila, Colombia. Se seleccionaron 21 unidades productivas de arroz, con riego por gravedad, localizadas a menos de 15 km del centro del municipio. Se indagaron, mediante entrevistas semiestructuradas, todas las actividades que emiten GEI desde la preparación del terreno hasta la cosecha del grano. Se consultó a los productores o administradores agrícolas sobre el uso de fertilizantes nitrogenados y combustibles, y el rendimiento del grano en cada unidad de producción. Se emplearon los factores de emisión y de equivalencia de calentamiento entre GEI propuestos por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático. Se emplearon tasas de fijación de carbono de sistemas de producción en el Tolima para estimar potenciales acciones de mitigación para esas emisiones. Se encontró una emisión total de 998,1 ± 365,3 kg CO2e/ha por ciclo (163,3 ± 55,8 kg CO2e/t), y la fertilización nitrogenada de mayor contribución (65%). La mitigación de esta emisión de GEI implicaría el establecimiento y manejo de 0,5 ha de cacaotales sin árboles o de cafetales con árboles, o 1,4 ha de café en monocultivo.

Carbon footprint is a useful tool to estimate the impact of any production system on climate change, specifically in the net emission or fixation of greenhouse gasses (GHG). The rice cropping system has a large food, social and economical importance in the world; however, it is a net GHG-emitting productive system. The objective of this study was estimating the carbon footprint of the rice production in Campoalegre, Huila, Colombia. A total of 21 rice productive units, located at less than 15 km from the center of the municipality and with gravity irrigation, was selected. Through semi-structured interviews, all activities that emit GHGs, from land preparation to harvest grain, were investigated. It was consulted to producers and managers about the use of nitrogen fertilizers and fossil fuels and the yield of rice grain in each production unit. Factor of emission and warming-equivalence among GHG recommended by Intergovernmental Panel on Climate Change were employed. Carbon fixation rates estimated in Tolima were used to found alternative systems for mitigation of these emissions. It was found a total emission of 998.1 ± 365.3 kg CO2e/ha/cycle (163.3 ± 55.8 kg CO2e/t), having nitrogen fertilization being the greatest contribution (65%). Mitigation of this GHG emission would imply the establishment and management of 0.5 ha of cacao plantations without shade trees or coffee plantations with shade trees or 1.4 ha of monoculture coffee plantations.

Se estudió el impacto en la producción de café con diferentes estándares de certificación (producción convencional, producción orgánica -NOP y Unión Europea-, UTZ Kapeh, Comercio Justo, Rainforest Alliance y CAFE Practices) sobre la huella de carbono en Costa Rica. Las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) se estimaron en nueve fincas y ocho empresas procesadoras del grano. Se estimó la fijación de carbono en biomasa total, en árboles de sombra y cafetos, midiendo las plantas, empleando modelos de biomasa y factores de expansión de biomasa, una fracción de carbono de 0,5 e indagando a productores sobre la edad de los componentes del sistema. Se emplearon factores de emisión recomendados por el IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Los sistemas de producción fijaron entre 5,0 y 17,6 t CO2e/ha/año, sin un efecto de los estándares de certificación. La actividad que más emite GEI fue la fertilización nitrogenada (63-82% del total de emisiones). Las dos procesadoras con menor emisión de GEI (156 y 187 kg CO2e/t café verde) son aquellas que emplean la energía solar para secar parcialmente el café. La cadena de producción de café en Costa Rica mostró ser amigable con el medio ambiente, al fijar netamente entre 2,4 y 13,0 kg CO2e/kg de grano de café verde (en promedio 7,6 kg CO2e/kg de café verde y 8,1 t CO2e/ha/año). No se encontró impacto de los estándares de certificación pero si de los componentes del sistema en la huella de carbono en la cadena de producción de café.

The impact in coffee production with different certification standards (conventional production, organic production -NOP and European Union-, UTZ Kapeh, Fairtrade, Rainforest Alliance and CAFE Practices) on Carbon Footprint in Costa Rica was studied. The greenhouse gas emissions (GHG) were estimated in nine farms and eight grain processing industries. Carbon fixation was estimated in total biomass in both shade trees and coffee bushes by measuring the plants, using biomass models and biomass expansion factors, a 0.5 fraction of carbon and asking producers about the age of the components in the system. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) recommended emission factors were used. The production systems fixed between 5,0 and 17,6 t CO2e/ha/year, without an effect of the certification standards. The activity emitting more GHG was nitrogenated fertilization (63-82% of total emissions). The two grain processing industries with less GEE emissions (156 and 187 CO2e/t green coffee) are those using solar energy for partial coffee drying. The coffee production chain in Costa Rica showed to be friendly with the environment while fixing a net between 2.4 and 13.0 kg CO2e/kg of green coffee grain (7.6 kg CO2e/kg of green coffee average and 8.1 t CO2e/ha/year). Impact on the certification standards was not found but it was found in the system components of the carbon footprint in the coffee production chain.

Los sistemas silvopastoriles son tecnologías ganar-ganar, generan servicios ambientales, incrementan la productividad y son medios para retener árboles en paisaje agrícolas. Dos estudios fueron conducidos en fincas activas en Cañas, Guanacaste, Costa Rica, localizadas en un bosque seco tropical. El primer estudio midió la disponibilidad de dos especies de pastos contrastantes creciendo con especies nativas de árboles, mientras que el segundo estimó la producción de frutos de las cuatro especies arbóreas dispersas más abundantes en las pasturas. La producción de pasto de Brachiaria brizantha fue casi tres veces mayor a la de Hyparrhenia rufa (14,7 vs. 5,3 t MS ha-1 año-1), lo cual explica porque los productores están cambiando especies nativas por especies mejoradas. La producción de ambas pasturas no fue influenciada por las especies arbóreas ni por la posición respecto a la copa de los árboles (10,7 vs. 9,0 t MS ha-1 año-1 para bajo y zona intermedia de copa, respectivamente). Enterolobium cyclocarpum produjo entre 3 y 10 veces más frutos que las otras especies. La calidad de frutos fue mayor en especies leguminosas (E. cyclocarpum y Pithecellobium saman) que en no leguminosas. Sin embargo, la combinación de especies de árboles podría proveer al ganado de adicionales recursos forrajeros de alta calidad que el pasto, reduciendo así el uso de alimentos comerciales. Este estudio concluye que la introducción de árboles nativos (incluyendo frutales) en pasturas puede incrementar la producción de pasto y oferta de frutos forrajeros de alta calidad en épocas limitantes para la alimentación del ganado.

Silvopastoral systems are considered win-win technologies: provide environmental services, increase cattle farm productivity, and are means to retain trees in agricultural landscapes. Two studies were conducted in active cattle farms in Cañas (Guanacaste, Costa Rica), located in tropical dry forest areas. The first study measured the availability of two contrasting grass species covered with native tree species, whereas the second study estimated fruit production of four most abundant tree species dispersed in pastures in the study zone. Brachiaria brizantha grass production was almost three times greater than that produced by Hyparrhenia rufa (14.7 vs. 5.3 t DM ha-1 yr-1) which may explain why farmers are changing native grass species by more productive grass species. Annual grass production of both grass species was not influenced significantly by tree species neither by the position respect to crown tree (10.7 vs. 9.0 t DM ha-1 yr-1 for under and intermediate crown areas, respectively). Enterolobium cyclocarpum trees produced between 3 and 10 times more fruits than the other tree species. Fruit quality was higher in leguminous tree species (E. cyclocarpum and Pithecellobium saman) compared to the non leguminous tree species. However, the combination of tree species could provide cattle with additional fodder sources of higher nutritive quality that grasses reducing the use of commercial feed. This study conclude that the introduction of native trees (including fruit trees) in grasslands may increase grass productivity and offer high quality fodder fruits in limiting seasons for feeding cattle.