Carbon accumulation in the biomass and soil of different aged secondary forests in the humid tropics of Costa Rica

Abstract

Efforts are needed in order to increase confidence for carbon accounts in the land use sector, especially in tropical forest ecosystems that often need to turn to default values given the lack of precise and reliable site specific data to quantify their carbon sequestration and storage capacity. The aim of this study was then to estimate biomass and carbon accumulation in young secondary forests, from 4 and up to 20 years of age, as well as its distribution among the different pools (tree including roots, herbaceous understory, dead wood, litter and soil), in humid tropical forests of Costa Rica. Carbon fraction for the different pools and tree components (stem, branches, leaves and roots) was estimated and varies between 37.3% (±3.3) and 50.3% (±2.9). Average carbon content in the soil was 4.1% (±2.1). Average forest plant biomass was 82.2 (±47.9) Mg ha 1 and the mean annual increment for carbon in the biomass was 4.2 Mg ha 1 yr 1 . Approximately 65.2% of total biomass was found in the aboveground tree components, while 14.2% was found in structural roots and the rest in the herbaceous vegetation and necromass. Carbon in the soil increased by 1.1 Mg ha 1 yr 1 . Total stored carbon in the forest was 180.4 Mg ha 1 at the age of 20 years. In these forests, most of the carbon (51–83%) was stored in the soil. Models selected to estimate biomass and carbon in trees as predicted by basal area had R2 adjustments above 95%. Results from this study were then compared with those obtained for a variety of secondary and primary forests in different Latin-American tropical ecosystems and in tree plantations in the same study areaEs necesario realizar esfuerzos para aumentar la confianza en las cuentas de carbono en el sector del uso de la tierra, especialmente en los ecosistemas forestales tropicales, que a menudo tienen que recurrir a valores por defecto debido a la falta de datos precisos y fiables para cuantificar su capacidad de secuestro y almacenamiento de carbono. El objetivo de este estudio era estimar la biomasa y la acumulación de carbono en bosques secundarios jóvenes, de 4 y hasta 20 años de edad, así como su distribución entre los diferentes reservorios (árbol incluyendo raíces, sotobosque herbáceo madera muerta, hojarasca y suelo), en bosques tropicales húmedos de Costa Rica. Fracción de carbono para los diferentes pools y componentes del árbol (tallo, ramas, hojas y raíces) se estimó y varía entre el 37,3% (±3,3) y el 50,3% (±2,9). El contenido medio de carbono en el suelo fue del 4,1% (±2,1). La biomasa vegetal forestal media fue de 82,2 (±47,9) Mg ha1 y el incremento medio anual de carbono en la biomasa fue de 4,2 Mg ha1 al año . Aproximadamente el 65,2% de la biomasa total se encontraba en los componentes arbóreos por encima del suelo, mientras que el 14,2% se encontraba en las raíces estructurales y el resto en la vegetación herbácea y la necromasa. El carbono en el suelo aumentó en 1,1 Mg ha1 año1 . El carbono total almacenado en el bosque era de 180,4 Mg ha1 a los 20 años. En estos bosques, la mayor parte del carbono (51-83%) estaba almacenado en el suelo. Los modelos seleccionados para estimar la biomasa y el carbono en los árboles predichos por el área basal tenían ajustes R2 superiores al 95%. Los resultados de este estudio se compararon con los obtenidos para una variedad de bosques secundarios y primarios en diferentes ecosistemas tropicales latinoamericanos y en plantaciones de árboles en la misma zona de estudio.