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Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
Almacenamiento de carbono en sistemas agroforestales en
los Llanos Orientales de Colombia
Héctor Eduardo Hernández Núñez
1,2
*, Hernán J. Andrade
3
, Juan Carlos Suárez Salazar
1
,
José R. Sánchez A.
1
, David R. Gutiérrez S.
1
, Gustavo Adolfo Gutiérrez García
1
,
Edwin Trujillo Trujillo
1
& Fernando Casanoves
4
1. Grupo de Investigación en Agroecosistemas y Conservación en Bosques Amazónicos, Universidad de la Amazonia,
Caquetá, Colombia; heduardohn@gmail.com (*Correspondencia), juansuarez1@gmail.com, jr.sanchez@udla.edu.co,
da.gutierrez@udla.edu.co, g.gutierrez@udla.edu.co, botanico_ua@yahoo.com
2. Universidad del Tolima, Facultad de Agronomía, Doctorado en Ciencias Agrarias, Ibagué-Tolima, Colombia.
3. Grupo de Investigación Producción Ecoamigable de Cultivos Tropicales, Universidad del Tolima, Facultad de
Ingeniería Agronómica, Tolima, Colombia; hjandrade@ut.edu.co
4. Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza, Turrialba 30501, Costa Rica; casanoves@catie.ac.cr
Recibido 16-VII-2020. Corregido 15-XI-2020. Aceptado 16-XII-2020.
ABSTRACT: Carbon storage in agroforestry systems in Colombia’s Eastern Plains. 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 fixa-
tion 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 cof-
fee), 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.
Key words: forests; climate change; greenhouse effect; agriculture; livestock; mitigation.
El cambio climático es uno de los mayores
desafíos que enfrenta la humanidad en la actua-
lidad (Arias & Rosales, 2019). Este es un fenó-
meno global y creciente, que genera impactos
negativos socioeconómicos y afecta la salud
pública, la disponibilidad del recurso hídrico
y la productividad agroindustrial (Arteaga &
Burbano, 2018). El principal responsable del
cambio climático es la creciente emisión de
gases de efecto invernadero (GEI), i.e. dióxido
Hernández Núñez, H.E., Andrade, H.J., Suárez Salazar, J.C., Sánchez A., J.R., Gutiérrez
S., D.R., Gutiérrez García, G.A., Trujillo Trujillo, E., & Casanoves, F. (2021).
Almacenamiento de carbono en sistemas agroforestales en los Llanos Orientales
de Colombia. Revista de Biología Tropical, 69(1), 352-368. DOI 10.15517/rbt.
v69i1.42959
ISSN Impreso: 0034-7744 ISSN electrónico: 2215-2075
DOI 10.15517/rbt.v69i1.42959
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Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
de carbono -CO
2
-, metano CH
4
- y óxido nitroso
-N
2
O- (López et al., 2018; Kuosmanen, Zhou,
& Dai, 2020).
Los GEI, resultado de acciones antropogé-
nicas, han causado un desequilibrio en el pla-
neta, alterando de diversas formas el balance
de radiación del sistema superficie-atmósfera
(Buitrago, Ospina, & Narváez, 2018; Olorun-
femi, Komolafe, Fasinmirin, & Olufayo, 2019).
Dentro de los causantes del incremento de las
emisiones de GEI, se encuentra el cambio de
uso de la tierra (Olorunfemi et al., 2019), par-
ticularmente la conversión de bosques a tierras
agrícolas, la cual es una práctica común en los
trópicos (Asase & Tetteh, 2015). Estos bosques
están especialmente amenazados por prácticas
de tala y quema para el establecimiento de
cultivos o pasturas (Nijmeijer, Lauri, Harmand,
& Saj, 2018; Jiménez, Fonseca, & Pazmiño,
2019). Esta práctica es responsable del 33.3
% del total de emisiones de GEI (Arteaga
& Burbano, 2018); mientras que, dentro de
las actividades agropecuarias, la ganadería es
el mayor aportante con un 14.5 % del total
(Gerber, Steinfeld, & Henderson, 2013; Rojas,
Nejadhashemi, Harrigan, & Woznicki, 2017).
A pesar de este panorama, la concentración
de GEI en la atmósfera puede reducirse a tra-
vés de la reducción de emisiones de CO
2
y la
creación e incremento de sumideros de carbono
(IPCC, 2019). Varios estudios han demostrado
que los bosques tropicales contribuyen a regu-
lar la concentración de CO
2
en la atmósfera
(Yepes et al., 2015; Hurtado, Corte, & Triana,
2017; Segura, Andrade, & Mojica Sánchez,
2019), a través de la fijación en su biomasa
y en el suelo (Paipa & Triana, 2018; Segura,
Andrade, & Sierra, 2020). Por esta razón,
muchos países tropicales aspiran a proteger los
bosques para cumplir los objetivos de las políti-
cas de mitigación de la biodiversidad y el clima
(Sullivan et al., 2017), tal como los proyectos
REDD+ (Nielsen, 2016).
Los sistemas agroforestales (SAF) también
pueden contribuir a la mitigación del cambio
climático mediante el secuestro y almacena-
miento de carbono (Albrecht & Kandji, 2003;
Andrade & Ibrahim, 2003; Andrade, Brook, &
Ibrahim, 2008; Soto-Pinto, Anzueto, Mendoza,
Ferrer, & de Jong, 2010). Según Villa et al.
(2020) los SAF son los sistemas alimentarios
sostenibles más importantes del mundo, y per-
miten la integración de árboles y otros cultivos.
Esta diversificación de la producción permite
obtener mayores beneficios sociales, econó-
micos y ambientales (Asase & Tetteh, 2015).
Entre los principales beneficios que prestan los
SAF se incluyen la recuperación, conservación
y mejora de la biodiversidad, el aumento de las
reservas de carbono, la fijación biológica de
nitrógeno y el ciclaje de nutrientes, la dismi-
nución de la erosión y el mantenimiento de la
fertilidad del suelo (Villa et al., 2020). En con-
secuencia, los SAF son soluciones potenciales
para los esfuerzos que articulan la conservación
de la biodiversidad y el incremento de la pro-
ductividad agrícola (Wartenberg et al., 2017),
ya que pueden ser más rentables y productivos
que las prácticas de monocultivo convenciona-
les (Villa et al., 2020).
En Colombia, entre las principales acti-
vidades agropecuarias se encuentran la gana-
dería, la caficultura y la cacaocultura (Baena,
2019; Gutiérrez, Gutiérrez-Montes, Hernán-
dez-Núñez, Suárez, & Casanoves, 2020), las
dos últimas se realizan en un 40 y 90 % en
SAF, respectivamente (Espinosa, 2016; Zapata,
2019). En el caso de la ganadería, Colombia
avanza en la implementación sistemas silvo-
pastoriles (SSP) (Arciniegas & Flórez, 2018;
Díaz, Enciso, Triana, Muriel, & Burkart, 2018).
De esta forma, las actividades agropecuarias
desarrolladas bajo SAF permiten la captura
de carbono, por lo que deben tener atención
como estrategias para mitigar el cambio climá-
tico (Olorunfemi et al., 2019). Por lo tanto, la
estimación de la capacidad de almacenamiento
de carbono se constituye en una labor fun-
damental que permite generar estrategias de
conservación y uso sostenible de los bosques
y las unidades agrícolas (Andrade & Ibrahim,
2003; Andrade, Segura, Feria, & Suárez, 2016;
Hurtado et al., 2017).
El presente estudio estima la acumulación
de carbono en bosques, SAF con café, SAF
cacao y SSP en el departamento del Meta,
354
Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
Colombia. Las preguntas que guiaron la pre-
sente investigación fueron: ¿Cómo varía la
acumulación de carbono en los sistemas de
producción agropecuaria de mayor importancia
en el departamento del Meta? ¿Qué comparti-
mentos dentro de los sistemas de producción
presentan la mayor acumulación de carbono? y
¿Cuánto es el aporte en carbono de las especies
acompañantes de uso maderable, alimenticio
y combustible? Estas estimaciones permitirán
generar acciones en la planificación de pro-
yectos de captura de carbono para mitigar el
cambio climático para promover sistemas de
producción sostenibles.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio: El estudio se realizó en
zona rural del municipio de Mesetas, depar-
tamento del Meta, Colombia (3°23’03” N &
74°02’43” W). El clima de este municipio
es templado húmedo, con temperatura media
anual entre 22 y 24°C, precipitaciones entre 2
500 y 3 000 mm año
-1
, con 150 a 200 días de
lluvia y humedad relativa media anual de 80 a
85 % (IDEAM, 2017).
Establecimiento de parcelas: Se estable-
cieron 44 parcelas de muestreo, distribuidas en
igual número en bosque, SAF con cacao (SAF
cacao), SAF con café (SAF café) y SSP. Los
bosques correspondieron a la categoría “Bosque
denso alto de tierra firme” (IDEAM, 2010); las
parcelas fueron establecidas en áreas de bosque
mayor a 3 ha y con mínima intervención huma-
na. Las parcelas en SAF cacao y SAF café fueron
establecidas en cultivos con más de 3.5 años de
establecidos, que contaran con un área mínima
de 1 ha; en los SAF café renovados (soqueados),
se eligieron los cultivos en los que la práctica de
renovación se hubiera realizado con dos años de
anticipación; en el caso de SAF cacao, fueron
cultivos con un mínimo de 70 árboles de cacao
por parcela. Las parcelas de SSP fueron estable-
cidas en lotes mayores a 3 ha.
En bosque, se siguió la metodología del
Inventario Forestal Nacional (IDEAM, 2018);
mientras que en los SAF y SSP se siguió
lo propuesto por Andrade &Ibrahim (2003) y
Yepes et al. (2011). En el caso del bosque, se
estableció una unidad de muestreo (UMS), la
cual se conformó por cinco parcelas principales
de muestreo anidadas y concéntricas, ubicadas
en forma de cruz con una central, cada una con
una distancia de 80 m entre centroides (Fig.
1A). Cada parcela principal fue de 15 m de
radio y en ella se midieron los fustales grandes
(FG; diámetro a la altura del pecho -dap- ≥ 30
cm). En las subparcelas, de 7 m de radio, se
midieron los fustales (F; dap ≥ 10 cm y < 30
cm); mientras que en las subparcelas de 3 m
de radio se midieron los latizales (L; dap ≥ 2.5
cm y < 10 cm). En los SAF con cacao y café,
se establecieron parcelas de 1 000 m
2
(20 × 50
m) (Fig. 1B) y en los SSP las parcelas fueron
circulares también de 1 000 m
2
(Fig. 1C) cada
una en el centro del lote, en la cual se tomaron
las medidas dasométricas en árboles con dap ≥
2.5 (Yepes et al. 2011).
En cada UMP, se caracterizó la composi-
ción florística y la estructura arbórea (Jagoret
et al., 2017). Para esto, se contó el número
de árboles de cacao, café y plantas asociadas
(L, F y FG), las cuales fueron identificadas a
nivel de especie; también, se identificaron los
individuos muertos en pie (Suárez, Ngo Bieng,
Melgarejo, Di Rienzo, & Casanoves, 2018).
Las colectas botánicas para la identificación de
especies fueron realizadas usando la metodolo-
gía usada por Ricker (2019). Con base en estas
variables, se calculó la riqueza, y los índices de
Shannon-Weaver y de Simpson a nivel de espe-
cie. Además de los diámetros, se tomaron las
siguientes medidas dasométricas: área de copa,
altura total y altura comercial si correspondía
(Ngo Bieng et al., 2013; Saj, Jagoret, & Todem,
2013; Andrade et al., 2016; Olorunfemi et al.,
2019). Con esta variables se calculó el área de
copa y área basal (Suárez et al., 2018).
Carbono arriba de suelo: Este compo-
nente se conformó por los árboles (forestal),
árboles de cacao/café, madera caída, hojarasca
y pasto. El carbono forestal, compuesto por
los latizales, fustales y fustales grandes y el
carbono de árboles de café y cacao se estimó
355
Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
empleando modelos de biomasa (Tabla 1). Para
reducir las incertidumbres en la estimación de
carbono, se seleccionaron modelos específicos
para Theobroma cacao L., Coffea arabica L.
y palmas (Arecaceae); mientras que para las
especies forestales se seleccionó un modelo
multiespecie desarrollado en la misma zona de
vida, tal como lo recomiendan el IPCC (2000)
y Casanoves, Cifuentes, & Chacón (2017). En
los tres sistemas productivos se discriminó el
carbono acumulado en las especies forestales
de acuerdo con su categoría de uso: alimento
humano, maderable, combustible y “otro uso”.
La necromasa se dividió en madera muerta
(en pie y caída) y hojarasca. La materia seca de
los árboles muertos en pie se estimó mediante
los modelos de biomasa arriba mencionados y
se les aplicó el factor de corrección de 0.5, el
cual fue empleado por Casanoves et al. (2017),
para considerar su grado de descomposición.
Las mediciones en madera caída fueron reali-
zadas en las piezas finas (diámetro ≥ 2 cm y <
20 cm) y gruesas (diámetro ≥ 20 cm), a cada
pieza se le midió el diámetro y la dureza con
ayuda del penetrómetro dinámico, siguiendo
las recomendaciones de Yepes et al (2001). En
bosque, el muestreo fue realizado en la UMS-2
y UMS-4, en cada UMS se realizaron cuatro
transectos en forma de cruz siguiendo los pun-
tos cardinales, cada uno de 30 m, en donde fue-
ron medidas las piezas gruesas ubicadas en el
transecto (IDEAM, 2018). Estos transectos se
dividieron en tres secciones (10 m cada una) y
las piezas finas se midieron en el último metro
Fig. 1. Esquema de establecimiento de parcelas para medición de carbono en: A. Bosques, B. Sistemas agroforestales de
cacao y café y C. Sistemas silvopastoriles en el municipio de Mesetas, Meta, Colombia.
Fig. 1. Scheme for the establishment of plots for carbon measurement in: A. Forests, B. Agroforestry systems of cocoa and
coffee and C. Silvopastoral systems in the municipality of Mesetas, Meta, Colombia.
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Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
de cada una de estas secciones (IDEAM, 2018).
En los SAF, los cuatro bordes de la subparcela
de 10 × 10 m (Fig. 1B) se utilizaron como tran-
sectos lineales para medir las piezas ubicadas
en ellas. La materia seca de la madera caída fue
calculada a través de las siguientes ecuaciones.
La densidad de la madera se estimó con
base en la resistencia a la penetración, de
acuerdo con la siguiente ecuación (Yepes et
al., 2011):
donde: ρ: densidad de la pieza (g cm
-3
); P:
penetración (cm); I = 0, si P ≤ 1; I = 1, si P > 1
El valor de P se calculó realizando 20
golpes al penetrómetro. Si el penetrómetro no
entró por completo luego de ese número de
golpes, la longitud obtenida debe ser dividida
en 20; si el penetrómetro entró por completo en
la pieza en menos de 20 golpes, la longitud de
penetración P se calcula como:
donde g es el número de golpes hasta penetrar
por completo.
El volumen de las piezas de madera caída
se estimó con base en la ecuación recomendada
por el IPCC (2000):
donde: Vi: volumen de la pieza i (m
3
); L:
longitud del transecto (m); di: diámetro de la
pieza i (m)
Con estas dos variables, se estimó la mate-
ria seca de la madera caída:
donde: M: materia seca de madera caída (g);
Vi: volumen de la pieza i (m
3
); ρi: densidad de
la pieza i (g cm
-3
).
El muestreo de hojarasca comprendió
todos los residuos orgánicos vegetales sobre la
superficie del suelo, incluyendo hojas, frutos,
semillas y ramas con diámetro < 2 cm. Dentro
de cada UMP en SAF cacao, SAF café y SPP,
se ubicaron tres marcos de 0.5 × 0.5 m cada
uno, en los cuales se colectó y pesó la hojarasca
acumulada en fresco y se tomó una submuestra
de cerca 500 g, la cual fue secada a 70 ºC, hasta
TABLA 1
Modelos alométricos de biomasa empleados para estimar la biomasa arriba del suelo de árboles
en diferentes usos del suelo en el municipio de Mesetas, Meta, Colombia
TABLE 1
Alometric biomass models used to estimate the above-ground biomass of trees in different land uses
in the municipality of Mesetas, Meta, Colombia
Especies Modelo Fuente
Árboles de café Ba = 0.36 - 0.18 * d
15
+ 0.08 * d
15
2
Andrade et al. (2016)
Árboles de cacao Ba = 0.202 * d
50
2.112
Smiley et al. (2008)
Árboles (multiespecie)
Ba = D × exp (-1.499 + 2.148 × Ln (dap) + 0.207 ×
(Ln (dap))
2
- 0.0281 × (Ln (dap)
3
)
Chave et al. (2005)
Palmas Ba = -3.3488 + 2.7483 × Ln (dap) Goodman et al. (2013)
Ba: biomasa arriba del suelo (kg individuo
-1
); d
15
: diámetro del tronco a una altura de 15 cm; d
50
: diámetro del tronco a una
altura de 50 cm; dap: Diámetro del tronco a la altura del pecho (cm); D: Densidad de madera (g cm
-3
).
Ba: above ground biomass (kg individual
-1
); d
15
: diameter of the trunk at 15 cm height of; d
50
: diameter of the trunk at 50
cm height; dap: diameter of the trunk at breast height (cm); D: Wood density (g cm
-3
).
357
Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
obtener un peso constante (Yepes et al., 2011)
y así convertir los pesos frescos a materia seca.
La estimación de carbono del pasto en SPP
se realizó a través de la técnica de aforos, la que
consistió en realizar muestreos destructivos en
tres marcos de 4 m
2
por parcela (Yepes et al.,
2011). En cada uno de los marcos, se cortó
toda la biomasa a nivel del suelo, pesándola en
fresco y tomando muestra para materia seca. La
estimación de carbono en biomasa y necromasa
se obtuvo multiplicando la biomasa o necroma-
sa por 0.47 (IPCC, 2006).
Carbono en suelo: En cada parcela, se
estimó la concentración de carbono orgáni-
co en suelos (COS) y la densidad aparente
(DA), a una profundidad de 0-20 cm, debido
a que esta capa es la más importante para el
almacenamiento de carbono en estos suelos
(Delgado, Rangel, & Silva, 2018). En SAF
cacao, SAF café y SSP, se tomó una muestra
de suelo compuesta por submuestras tomadas
en puntos al azar; mientras que en el caso de
los bosques fueron tomadas a 2 m de distancia
con un azimut de 45º desde el centro de cada
UMS (IDEAM, 2018). La estimación de la
concentración de COS se realizó con el método
de titulación de Walkey y Black (IGAC, 2006).
La DA se estimó con el método cilindro (Liz-
cano et al., 2017), tomando cuatro muestras en
SAF cacao, SAF café y SSP y cinco muestras
en el bosque.
Análisis de datos: Se realizaron análisis
de varianza para estimar las diferencias en el
almacenamiento de carbono entre los cuatro
usos de suelo. Los supuestos de normalidad y
homogeneidad de varianzas fueron evaluados
usando Shapiro-Wilks y gráficos de residuos
versus predichos, respectivamente. Las diferen-
tes variables fueron analizadas usando el mode-
lo lineal general (Di Rienzo, Macchiavelli, &
Casanoves, 2011) y las comparaciones fueron
realizadas con la prueba de LSD de Fisher (P
< 0.05). Se calcularon las incertidumbres de la
estimación de carbono total para cada sistema
a partir de intervalos de confianza (95 %). Los
análisis estadísticos se realizaron en el software
estadístico InfoStat (Di Rienzo et al., 2019).
RESULTADOS
Almacenamiento de carbono en los usos
de suelos: El almacenamiento de carbono total
presentó diferencias significativas (P < 0.0001)
entre los usos del suelo, siendo el bosque el de
mayor valor (216.6 t C ha
-1
), superando en 59
% a SAF cacao y 72-73 % a SAF café y SSP
(Tabla 2). La acumulación de carbono arriba
del suelo en el bosque fue estadísticamente
superior (P < 0.0001) a lo encontrado en los
otros usos el suelo, superándolos en 53, 74 y
69 % al SAF cacao y SAF café y SSP, respec-
tivamente (Tabla 2). El carbono acumulado
que consideró solo los árboles de sombra en
los tres sistemas y se detectaron diferencias
significativas (P < 0.0001) entre usos del suelo,
siendo superior en bosque (158.7 t C ha
-1
), lo
que resultó un 82-85 % superior a SAF cacao,
SAF café y SSP. Un comportamiento diferente
ocurrió en el COS, que fue mayor en SAF café
y bosque (42.8 y 40.8 t C ha
-1
, respectiva-
mente), los cuales no presentaron diferencias
significativas (p > 0.05) entre sí, pero sí fueron
superiores estadísticamente (P < 0.0001) que
SSP y SAF cacao, que contenían 35.4 y 28.7 t
C ha
-1
, respectivamente (Tabla 2).
En los cuatro usos del suelo, la mayor acu-
mulación del carbono arriba del suelo se encon-
tró en el componente forestal y representó el
89, 94, 51 y 48 % en bosque, SSP, SAF café y
SAF cacao, respectivamente. En SAF cacao y
SAF café, el mayor aporte al carbono forestal
lo generaron los FG, con 66 y 68 %, respectiva-
mente. Por el contrario, la mayor acumulación
del carbono forestal en el bosque fueron los F.
En SAF cacao y SAF café, el carbono acumu-
lado en los cultivos (árboles de cacao y café)
representó el 48-51 % del carbono arriba de
suelo, no obstante, los árboles de cacao acumu-
laron 85 % más carbono que los de café, siendo
esta diferencia significativa (P < 0.0001) (Tabla
2). El carbono en necromasa fue mayor en el
bosque (19.3 t C ha
-1
) y presentó diferencias
estadísticas (P < 0.0001) respecto a SAF cacao
358
Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
y SAF café. El 25 % de carbono en necromasa
en bosque, correspondió a arboles muertos en
pie; mientras que en SAF cacao, SAF café y
SPP no se encontró este componente.
Los SSP presentaron la mayor acumula-
ción de COS (59 % del total), la cual fue mayor
al carbono forestal (39 %) (Tabla 2). El 74 %
del carbono total en SAF café, fue encontrado
en el suelo, el cual presentó el mayor reservo-
rio después del componente forestal (Tabla 2).
En SAF cacao, el COS fue menor que en los
demás usos del suelo, este representó el 33 %
del carbono total; sin embargo, fue superior al
carbono forestal (Tabla 2).
Carbono forestal por familias botánicas
en sistemas productivos: En SAF cacao, SAF
café y SSP se encontraron especies de 15, 12
y 9 familias taxonómicas, respectivamente
(Fig. 2). En SAF cacao y SPP, el 84-86 % del
carbono forestal lo acumularon el 43-44 % de
las familias; en cambio, en SAF café, el 82
% del carbono forestal fue acumulado por el
25 % de las familias más dominantes (Faba-
ceae, Lauraceae y Bignoniaceae) (Fig. 2). Las
Fabaceae acumularon el mayor porcentaje de
carbono forestal en SAF café y SSP (46 y 42
%, respectivamente). Las especies de la familia
Lauraceae presentaron la mayor acumulación
de carbono en SAF cacao (24 % del carbono
forestal) y la segunda mayor en SAF café.
Persea americana Mill. y Ocotea tomentosa
van der Werff. fueron las especies de Laura-
ceae que presentaron mayor almacenamiento
de carbono en SAF cacao y SAF café, respec-
tivamente. La familia Primulaceae presentó
la segunda mayor acumulación de carbono
en SAF cacao y SPP, 14 y 27 % del carbono
forestal, respectivamente.
TABLA 2
Stock de carbono arriba del suelo, necromasa y carbono orgánico del suelo en diferentes usos
de suelos en el municipio de Mesetas, Meta, Colombia
TABLE 2
Above ground Carbon stock, necromass and organic carbon in different soil uses in the municipality
of Mesetas, Meta, Colombia
Componente
Bosque SAF Cacao SAF Café SSP
P valor
t C ha
-1
Forestal 156.4 ± 8.6a 28.5 ± 4.9b 7.7 ± 3.0c 23.1 ± 4.1bc < 0.0001
Latizales 8.9 ± 0.70a 0.02 ± 0.02b 0.03 ± 0.2b < 0.0001
Fustales 90.1 ± 4.9a 9.6 ± 2.2b 2.39 ± 0.6b 2.42 ± 0.6b < 0.0001
Fustales grandes 57.5 ± 6.72a 18.9 ± 3.8b 5.24 ± 3.1b 20.7 ± 4.1b < 0.0001
Cultivo 24.7 ± 2.1a 3.6 ± 0.8a < 0.0001
Necromasa 19.3 ± 2.1a 6.5 ± 1.9b 3.6 ± 0.48b < 0.0001
Muertos en Pie 4.8 ± 0.8
Madera caída 14.5 ± 1.9a 4.4 ± 1.9b 1.91 ± 0.5b 0.0001
Hojarasca 2.1 ± 0.2a 1.71 ± 0.2a 0.5687
Pastura 1.4 ± 0.1
Arriba del suelo 175.7 ± 9.5a 59.8 ± 4.5b 15.0 ± 3.1c 24.5 ± 4.17c < 0.0001
Carbono orgánico del suelo 40.8 ± 1.5a 28.8 ± 4.1c 42.8 ± 9.5a 35.4 ± 1.6b < 0.0001
Carbono total 216.6 ± 9.1a 88.6 ± 5.0b 57.8 ± 9.8c 60.0 ± 3.9d < 0.0001
Incertidumbre en la estimación
de carbono total (%)
8 11 33 12
Los valores representan la media ± error estándar. Valores de P < 0.05 indican que hay diferencias significativas en el Stock
de carbono entre usos de suelo; letras diferentes muestran las diferencias entre los de usos de suelos.
The values represent the mean ± standard error. P-value < 0.05 indicates that there are significant differences in Carbon
Stock between land uses; different letters show the differences between land uses.
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Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
Relación entre almacenamiento de car-
bono y uso de las especies forestales: En
SAF cacao, las especies usadas como alimento
humano presentaron el mayor reservorio del
carbono forestal (38 %), lo cual fue 61-63 %
superior a las empleadas como combustible y
madera (Fig. 3). Además, las especies de uso
alimenticio de los SAF cacao acumularon 97 %
más carbono a aquellas que brindan el mismo
servicio en SAF café. En contraste, los SSP
no presentaron especies que suplan las nece-
sidades de alimento para humanos. La mayor
acumulación de carbono forestal en SAF café
y SSP se encontró en las especies maderables
(69 y 53 %, respectivamente). No obstante, los
SPP capturaron 57 % más carbono en espe-
cies maderables que los SAF café (Fig. 3). El
carbono en especies de uso combustible fue la
segunda mayor en los tres usos de suelo, con
el 22, 14 y 39 % del carbono forestal en SAF
cacao, SAF café y SPP, respectivamente.
Se encontraron 50 especies que capturan
carbono y a la vez brindan algún producto a
las familias productoras: 23 maderable, 18
combustible, 7 alimento y 2 alimento y made-
ra. En SAF cacao y SSP, el mayor número de
especies son maderables, 12 y 7, respectiva-
mente; en cambio, en SAF café, la mayoría de
las especies (ocho) sirven como combustible
y seis eran maderables. Solo en SAF café
se encontraron especies con doble servicio
(alimento humano y maderable); y en el SAF
cacao se detectaron más especies con uso
alimenticio que en SAF café: seis y tres espe-
cies, respectivamente. Persea americana Mill.,
Psidium guajava L. y Citrus x sinensis (L.)
Fig. 2. Distribución del almacenamiento de carbono forestal por familias botánicas en sistemas agroforestales (SAF) con
cacao, SAF con café y sistemas silvopastoriles (SSP) en el municipio de Mesetas, Meta, Colombia.
Fig. 2. Distribution of forest carbon storage by botanical families in agroforestry systems (AFS) with cocoa, AFS with coffee
and silvopastoral systems (SP) in the municipality of Mesetas, Meta, Colombia.
360
Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
Osbeck, producen alimento para humanos, y
presentaron la mayor acumulación de carbo-
no en SAF cacao; las dos primeras especies
también estuvieron presente en los SAF café,
pero acumulando mucho menos carbono (Tabla
3). En SAF café, una especie perteneciente al
género Inga y Ocotea tomentosa van der Werff.
y Parkia cf. nitida Miq., todas maderables,
acumularon el mayor carbono (21-28 % del
carbono de las especies maderables y 17-22 %
del carbono forestal) (Tabla 3). En SSP, la espe-
cie maderable Ormosia nobilis Tul. dominó el
almacenamiento de carbono, aportando el 31
% del carbono forestal. En SAF cacao, Acacia
mangium Willd. logró la mayor acumulación
de carbono entre las especies maderables, pero
fue un 82 % menor que lo almacenado en Per-
sea americana Mill (Tabla 3).
DISCUSIÓN
La acumulación de carbono fue diferente
entre usos del suelo; diversos autores afir-
man que existe la acumulación de carbono
tiene alta dependencia de la estructura arbórea
y la composición florística (Asase & Tet-
teh, 2015; Andrade, Segura, Canal, Huer-
tas, & Mosos, 2017; Paipa & Triana, 2018;
Fig. 3. Almacenamiento de carbono por uso de las especies del componente forestal en sistemas agroforestales (SAF) con
cacao, SAF con café y sistemas silvopastoriles (SSP) en el municipio de Mesetas, Meta, Colombia. Las barras representan
los valores medios (± error estándar) y letras distintas muestra las diferencias (P < 0.05) entre los tipos de uso de especies.
Fig. 3. Carbon storage by use of forest species in agroforestry systems (AFS) with cocoa, AFS with coffee, and silvopastoral
systems (SP) in the municipality of Mesetas, Meta, Colombia The bars represent the mean values (± standard error) and
different letters show the differences (P < 0.05) between species use types.
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Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
Olorunfemi et al., 2019), afirmación que con-
cuerda con lo encontrado en el presente estudio
(Apéndice digital 1). La mayor acumulación
de carbono la presentó el bosque, resultados
concordantes con los reportes de Asase &
Tetteh (2015), quienes han encontrado más
carbono que en los sistemas productivos. Por
ejemplo, en estudios realizados por Nijmeijer
et al. (2018) encontraron reservas de carbono
arriba del suelo en bosque de 118.4 t C ha
-1
,
mientras que las sabanas arborizadas acumula-
ron 8 t C ha
-1
. En este estudio, la acumulación
de carbono fue mayor en la parte aérea, lo que
concuerda con Yepes et al. (2015), quienes
TABLA 3
Almacenamiento de carbono en especies forestales de acuerdo con el uso doméstico o comercial en sistemas
agroforestales (SAF) cacao, SAF café y sistemas silvopastoriles (SSP) en Mesetas, Meta, Colombia
TABLE 3
Carbon storage in forest species according to domestic or commercial use in agroforestry systems (AFS) cocoa, AFS
coffee and silvopastoral systems (SP) in Mesetas, Meta, Colombia
Familia Nombre Científico Uso
SAF Cacao SAF Café SSP
t C ha
-1
Anacardiaceae
Mangifera indica Willd.
Alimento 1.93
Tapirira sp 1
Madera 1.01 0.45
Arecaceae
Bactris gasipaes Kunth.
Alimento 0.03
Bignoniaceae
Handroanthus barbatus (E. Mey.) Mattos.
Madera 0.02
Jacaranda copaia (Aubl.) D. Don.
1.06
Tabebuia rosea (Bertol.) DC.
0.21
Boraginaceae
Cordia alliodora Kunth ex Steud.
0.24
Burseraceae
Crepidospermum sp 1
0.87
Trattinnickia rhoifolia Willd.
0.22
Combretaceae
Terminalia amazonia (J.F. Gmel.) Exell.
0.65
Fabaceae
Inga edulis Mart.
Alimento y
madera
0.57
Inga spectabilis (Vahl) Willd.
0.07
Acacia mangium Willd.
Madera 1.20
Andira inermis (Sw.) Kunth.
0.56 1.88
Crudia sp 1
2.69
Gliricidia Sepium Kunth ex Steud.
0.65
Inga longiflora Spruce ex Benth.
0.20
Inga sp 2
1.46
Ormosia nobilis Tul.
3.79
Parkia cf. nitida Miq.
1.11
Platypodium sp 1
0.40
Lauraceae
Persea americana Mill.
Alimento 6.58 0.33
Licaria cf. brasiliensis (Nees) Kosterm.
Madera 0.10
Ocotea tomentosa van der Werff.
1.32
Lecythidaceae
Cariniana pyriformis Miers.
0.93
Malvaceae
Quararibea cordata (Bonpl.) Vischer.
Alimento 1.90
Pachira sp 1
Madera 2.28
Meliaceae
Cedrela odorata L.
0.03
Myrtaceae
Psidium guajava L.
Alimento 2.18 0.02
Rutaceae
Citrus reticulata Blanco.
0.11
Citrus x sinensis (L.) Osbeck.
3.40
Sapotaceae
Micropholis sp 1
Madera 0.14
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Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
afirman que este reservorio puede contribuir
hasta con un 60 % del carbono total. Asase &
Tetteh (2015), indican que, entre las razones de
este comportamiento, se encuentra la abundan-
cia de fustales grandes, los cuales almacenan
carbono en mayores proporciones; no obstan-
te, en este estudio la mayor acumulación de
carbono forestal en bosque, la presentaron las
fustales (90 t C ha
-1
).
En el presente estudio, la diversidad flo-
rística y acumulación de carbono forestal varió
en los tres SAF (Apéndice digital), esto ocurre
principalmente por aspectos culturales de la
zona, el tipo de productor, sus objetivos y cono-
cimiento (Salvador, Cámara, Martínez, Sán-
chez, & Valdés, 2019). En el caso de SAF café
y SAF cacao, un segundo factor determinante
en la composición del dosel es la necesidad de
sombra para los arbustos de café y los árboles
de cacao (Suárez et al., 2018; Villarreyna,
Avelino, & Cerda, 2020). Estas condiciones
son un factor determinante, ya que de acuerdo
con lo planteado por Vaast & Somarriba (2014)
y Jiménez et al. (2019), un dosel de especies
acompañantes botánicamente diverso y ecoló-
gicamente complejo, tiene un impacto positivo
en la captura y almacenamiento de carbono.
En el caso de SAF cacao, la acumulación
de carbono en la parte forestal presenta simili-
tud con estudios realizados por Salvador et al.
(2019) quienes reportaron que las especies de
sombra en cacao, acumularon entre 25 y 30 t
C ha
-1
. No obstante, el mismo estudio reportó
que los árboles de cacao acumularon entre 6 y
9 t C ha
-1
, lo cual es inferior a lo encontrado
en este estudio. Arce, Ortiz, Villalobos, &
Cordero (2008), Andrade, Figueroa, & Silva
(2013) y Marín, Andrade, & Sandoval (2016),
afirman que los árboles de cacao acumularon
entre 7 y 38 t C ha
-1
, rangos en los que se
encuentran los hallazgos del presente estudio.
Por el contrario, Zabala, & Victorino (2019)
estimaron una acumulación de 31.6 t C ha
-1
en
árboles de cacao, que representa un 59 % más
a lo reportado en esta investigación. Resulta-
dos similares fueron encontrados por Saj et al.
(2013) quienes reportan 70 t C ha
-1
en especies
arbóreas acompañantes al cacao. En SAF café,
el carbono acumulado en las especies del dosel
de sombra fue inferior a 10 t C ha
-1
, lo cual
difiere a lo reportado por Vega, Ordoñez, Suá-
rez, & López (2014), quienes encontraron que
las especies del dosel de sombra acumularon
entre 34 y 84 t C ha
-1
.
El COS fue diferente entre usos del suelo,
con los mayores valores encontrados en SAF
café y bosque; mientras que el menor fue esti-
mado en SAF cacao. Marques, Gama-Rodri-
gues, Gama-Rodrigues, & Bonadie (2016)
reportaron valores cercanos a los presentes
en el sur de Bahía (Brasil): 31.7, 35.0 y 45.0
t C ha
-1
en SAF cacao, bosques secundarios y
pasturas, respectivamente. Sin embargo, Poco-
mucha, Alegre, & Abregú (2016) estimaron en
65.6 t C ha
-1
el COS en SAF cacao en Huánuco,
Perú, valor que supera en 56 % a los presentes
hallazgos y valores que exceden un 50 % del
total de carbono acumulado en los SAF cacao.
En SAF café en Veracruz (México), Cristóbal,
Tinoco, Prado, & Hernández (2019) encontra-
ron 76.3 t C ha
-1
como policultivo tradicional y
35.6 t C ha
-1
en policultivo comercial, montos
que superan en 44 y 17 % los estimados de este
estudio. Alvarado, Andrade, & Segura (2013),
encontraron una acumulación de COS en SAF
café con Cordia alliodora Kunth ex Steud.
que excede un 24 % lo encontrado en el pre-
sente estudio. De acuerdo con Somarriba et al.
(2013), la alta acumulación de carbono en suelo
bajo SAF se alcanza con un prolongado tiempo
de establecimiento, valores que pueden llegar
a ser similares a los encontrado en bosques
naturales Gama et al. (2010). Esta acumulación
tiene estrecha relación con la cobertura vegetal
(Cristóbal et al., 2019) y el sistema radicular
(Hertel, Harteveld, & Leuschner, 2009), en
especial con la dinámica de las raíces finas
(Andrade et al., 2008; Lukac, 2012). Esto es
explicado por la cantidad de carbono acumula-
do en suelo de pasturas, ya que estas presentan
una mayor rotación de raíces finas (Guo, Wang,
& Gifford, 2007), resultados que son similares
a los reportes de Solly et al. (2013) y Andrade,
Espinosa, & Moreno (2014).
Las especies arbóreas en SAF cacao, SAF
café y SSP mejoran la provisión de servicios
363
Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
ecosistémicos al remover carbono de la atmós-
fera y acumularlo por un tiempo prolongado
(Andrade & Ibrahim, 2003; Alvarado et al.,
2013; Saj et al., 2013; Wartenberg et al., 2017;
Patiño, Suárez, Andrade, & Segura, 2018; Villa
et al., 2020) y, al cumplir funciones como la
provisión de sombra, la fertilización del suelo,
la producción de frutas y madera (Tschora &
Cherubini, 2020). Esto permite diversificar las
dietas alimenticias y los ingresos económicos
de los productores (Vaast & Somarriba, 2014),
características que pueden contribuir significa-
tivamente a la calidad y los medios de vida de
los hogares rurales (Villa et al., 2020).
Persea americana Mill., especie que acu-
muló el mayor carbono en SAF cacao, pre-
senta un alto y creciente interés económico en
Colombia (Pinto, Rueda, & Arguello, 2019), lo
que contribuye a que los SAF potencien su rol
de dinamizador de la economía local. La alta
acumulación de carbono en especies madera-
bles de alto interés comercial, como Cedrela
odorata L., Cordia alliodora Kunth ex Steud.
y Cariniana pyriformis Miers., garantiza que
después de su aprovechamiento para ebanis-
tería, medios de transporte o construcción, se
conserve los contenidos de carbono (Albrecht
& Kandji, 2003).
Las especies que generan material combus-
tible garantiza el suministro de leña utilizada en
la cocción de alimentos, lo cual reduce la pre-
sión sobre los bosques (De Giusti, Kristjanson,
& Rufino, 2019; Tschora & Cherubini, 2020)
y podrían tener un valor similar al del cultivo
principal (Cerda et al., 2014). Sin embargo,
esta afirmación sólo es válida parcialmente,
ya que la competencia con el cultivo principal
puede poner en peligro los beneficios de los
SAF (Tschora & Cherubini, 2020). En tal senti-
do, varios autores señalan que mayor sombra y
diversidad de especies en SAF de cacao y café
intensifica el ataque de plagas y enfermedades
(Sonwa et al., 2005; Sonwa, Weise, Nkong-
meneck, Tchatat, & Janssens, 2016; Soto &
Jiménez, 2018; Avelino et al., 2020; Hernández
et al., 2020), lo que motiva la tumba de espe-
cies acompañantes (Vaast & Somarriba, 2014),
disminuyendo las reservas de carbono (Soto &
Jiménez, 2018). No obstante, Altieri, & Toledo
(2011) afirman que los policultivos reducen las
pérdidas generadas por las malezas, insectos
y enfermedades, sin embargo, esta afirmación
está ligada estrictamente al control natural. En
complemento, Hernández et al. (2020) encon-
traron que, para el caso del cultivo de cacao,
cuando el productor hace un adecuado manejo
del cultivo, se puede tener un alto dosel de
sombra, aumentado los servicios ecosistémicos
y teniendo buenos rendimientos de grano de
cacao; pero, cuando el productor no hace un
adecuado manejo en el cultivo, a mayor som-
bra, mayor afectación de plagas y enfermeda-
des. En el caso los SPP, las dificultades radican
en la dificultad en los procesos de adopción por
parte de los productores (Buitrago et al., 2018;
Soto & Jiménez, 2018), dificultades generadas
principalmente por el aumento de mano de
obra, acciones de planificación y capacitación,
además, del alto costo inicial para el estableci-
miento (Ávila & Revollo, 2014).
Declaración de ética: los autores declaran
que todos están de acuerdo con esta publica-
ción y que han hecho aportes que justifican
su autoría; que no hay conflicto de interés de
ningún tipo; y que han cumplido con todos los
requisitos y procedimientos éticos y legales
pertinentes. Todas las fuentes de financiamien-
to se detallan plena y claramente en la sección
de agradecimientos. El respectivo documento
legal firmado se encuentra en los archivos de
la revista.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen a los hogares rura-
les del municipio de Mesetas, departamento
del Meta, por permitir el ingreso y la toma
de datos para la realizaron del presente estu-
dio. A la Universidad de la Amazonia y a
la Corporación para el Desarrollo Sostenible
del Área de Manejo Especial La Macarena
-CORMACARENA-, por la financiación a
través del convenio interadministrativo con
código PE.GDE.1.4.8.1.19.015 del 07 de
junio de 2019.
364
Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol.) • Vol. 69(1): 352-368, March 2021
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 bioma-
sa 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 alma-
cenamiento 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, respectiva-
mente. 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 alma-
cenamiento 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 inte-
grar acciones de mitigación de emisiones de gases de efecto
invernadero y promover la economía campesina local.
Palabras clave: bosques; cambio climático; efecto inver-
nadero; agricultura; ganadería; mitigación.
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