Diameter growth, ontogenic traits, and silvicultural metrics of tropical trees in the Chocó biogeographic region

Abstract

The biogeographical region of Chocó is of strategic importance for the conservation of biodiversity. However, its forests are being deforested at an accelerated rate, with illegal logging being one of the main causes. Management and conservation prescriptions must be based on the best possible scientific knowledge of the forests of the Chocó biogeographical region, which requires a rigorous study of the growth of the forest species of interest. Modeling diametric growth makes it possible to obtain values for ontogenic traits and silvicultural metrics that are important for forest management. In addition, dendrochronological methods allow for accurate measurements of tree diameter growth with annual resolution. These measurements allow researchers to reconstruct the diameter growth trajectories of tree populations, which exhibit considerable variation and heterogeneity as trees grow. This phenomenon, known in ecology as growth depensation, is partially explained by the autocorrelation present in the data. While several studies have modeled diameter growth using various quantitative approaches, few have rigorously accounted for the inherent autocorrelation in the data. In this study, dendrochronological data from five species from the Chocó biogeographical region were used to study their diameter growth. In the first chapter, two types of statistical models widely used to fit diameter growth curves—nonlinear least squares and nonlinear mixed-effects models—were compared, and their impact on the calculation of ontogenic traits and silvicultural metrics was evaluated. In the second chapter, a novel modeling approach was used that considered autocorrelation as an explanatory factor for growth depensation. This approach allowed for the estimation of biologically plausible ontogenic traits and silvicultural metrics for the studied species. This methodology could be applied to study the diameter growth of other tree species present in the Chocó biogeographical region and to propose appropriate strategies for their management and conservation in this biodiversity hotspot. (Tomado de la fuente)

El Chocó biogeográfico es una región estratégica para la conservación de la biodiversidad. Sin embargo, sus bosques se están deforestando a un ritmo acelerado, siendo la tala ilegal de maderas finas una de las principales causas. Se requieren prescripciones de manejo y conservación fundamentadas en el mejor conocimiento científico posible de los bosques del Chocó biogeográfico, para lo cual es necesario un estudio riguroso del crecimiento de las especies forestales de interés. La modelación del crecimiento diamétrico permite obtener valores de rasgos ontogénicos y métricas silviculturales importantes para el manejo forestal. Los métodos dendrocronológicos, por su parte, posibilitan mediciones precisas del crecimiento diamétrico de los árboles con una resolución anual. Estas mediciones permiten reconstruir las trayectorias de crecimiento diamétrico de poblaciones de árboles, que evidencian una variación sustancial y heterogeneidad a medida que crecen. Este fenómeno, conocido en ecología como depensación del crecimiento, es explicado en parte por la autocorrelación que exhiben los datos. Si bien varios estudios modelan el crecimiento diamétrico usando diferentes aproximaciones cuantitativas, pocos han considerado rigurosamente la inherente autocorrelación en los datos. En esta investigación se utilizaron datos dendrocronológicos de cinco especies del Chocó biogeográfico para estudiar su crecimiento diamétrico. En el primer capítulo se compararon dos tipos de modelos estadísticos, los mínimos cuadrados no lineales y los modelos no lineales de efectos mixtos, ampliamente utilizados para ajustar curvas de crecimiento diamétrico, y se evaluó su efecto en el cálculo de rasgos ontogénicos y métricas silviculturales. En el segundo capítulo se empleó una novedosa aproximación de modelación que tiene en cuenta la autocorrelación como causa explicativa de la depensación del crecimiento. Esta aproximación permitió obtener rasgos ontogénicos y métricas silviculturales biológicamente razonables para las especies estudiadas, y podría aplicarse para analizar el crecimiento diamétrico de otras especies de árboles presentes en el Chocó biogeográfico, así como para proponer estrategias apropiadas de manejo y conservación en este hotspot de biodiversidad.