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Más de 50 años de seguimiento a la ecología y dinámica de los bosques de Venezuela: un esfuerzo multinstitucional

A inicios de la década de los 1950s, bajo el liderazgo de los ingenieros forestales suizos Jean Pierre Veillon (1914-2002) y Hans Lamprecht (1919-2012),  profesores del entonces Instituto de Silvicultura (hoy Instituto de Investigaciones para el Desarrollo Forestal) de la Universidad de Los Andes (ULA), junto con técnicos forestales y estudiantes, se dio inicio a un esfuerzo pocas veces visto en los trópicos por estudiar el funcionamiento y la dinámica de varios bosques naturales de Venezuela. Inicialmente estuvieron enfocados en la región andina y en los Llanos Occidentales donde la ULA comenzaba actividades de investigación (e.g. estaciones San Eusebio y Caparo) y posteriormente extendiéndose hacia el Centro, Oriente del país en el escudo de Guayana y la Amazonia. Destacan especialmente los trabajos de J.P Veillon, el cual logró instalar entre 1953 y 1978 sesenta y dos parcelas que cubren nueve zonas de vida en los estados Mérida, Barinas, Portuguesa, Bolívar, Anzoátegui, Delta Amacuro, Amazonas, Falcón y Zulia.  

Posteriormente, muchos otros investigadores como los profesores Hermán Finol Urdaneta, Alí D´Jesús, Armando Torres Lezama e Hirma Ramírez también de la ULA establecieron y continuaron el seguimiento a esta red de parcelas/sitios permanentes para el estudio de los bosques del país. Entre 1993 y 1996, el recién creado INDEFOR estableció un convenio de cooperación con la Universidad de Illinois que facilitó nuevas investigaciones en varios de estos sitos. En algunos casos, estos sitios fueron establecidos en 1961 y visitados anualmente. A medida que los recursos humanos y financieros se hicieron escasos estas visitas se han hecho cada 3 a 4 años y varios de ellos fueron recientemente revisitados por última vez en el año 2016, alcanzando más de 50 años de información continua. En el año 2011, bajo la coordinación del botánico venezolano Gerardo Aymard, un número especial de la Revista Biollania de la Universidad Experimental de los Llanos (UNELLEZ) fue publicado para rendir homenaje a Veillon.

Paralelamente, el Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC) iniciaba hacia finales de los años 70s, bajo el auspicio del Programa “Hombre y Biosfera” de las Naciones Unidas, un proyecto de investigación en el alto Rio Negro, específicamente en la región de San Carlos de Río Negro en el estado Amazonas para el estudio de la ecología de los bosques de este sector de la cuenca amazónica y para entender los efectos de la tala y quema. Lo que conocemos hoy sobre este tipo de ambientes tropicales a nivel global proviene en gran medida de numerosos trabajos de grandes investigadores venezolanos como los profesores eméritos Ernesto Medina y Rafael Herrera, junto a otros colaboradores (e.g. Hans Klinge, Carl Jordan, Howard Clark, Elvira Cuevas, Nelda Dezzeo, Gerardo Aymard). Asimismo, aunque más recientemente, investigadores de la Universidad Experimental de Guayana (UNEG) por su parte establecieron también un conjunto de parcelas en un gradiente altitudinal de la región de Guayana dentro del Parque Nacional Canaima. Allí, liderados por el Dr. Lionel Hernández y otros investigadores, se cuenta con información florística y ecológica de este tipo de ambientes.

Explica el Prof. Lionel Hernández sobre la REDUNEG: “El monitoreo en la zona de Guayana ha permitido apreciar diferentes respuestas ecológicas de las comunidades boscosas ante cambios físico-ambientales. La variación de la composición de especies en el gradiente está controlada principalmente por la altitud (posiblemente por la temperatura), las precipitaciones y las condiciones de los suelos. Además de este conocimiento, durante nuestro trabajo hemos registrado 11 especies nuevas de árboles antes desconocidas para la ciencia.

Hay que resaltar el valor de las parcelas más antiguas por la perspectiva que ellas nos ofrecen a largo plazo y entre ellas podemos destacar con mucho orgullo las que fueron pioneras para los bosques tropicales en general: las establecidas por J.P Veillon y mantenidas y manejadas por el grupo de la Universidad de Los Andes y luego las que instalamos junto a colaboradores internacionales con el IVIC¨, destaca el Dr. Rafael Herrera, emérito del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas.

El proyecto de la Red Amazónica de Inventarios Forestales (RAINFOR): en el año 2002, bajo la coordinación de investigadores de la Universidad de Leeds en Inglaterra, el proyecto RAINFOR que agrupa cientos de investigadores dentro y fuera de la cuenca Amazónica incorporó, en diferentes etapas, a todos estos investigadores en Venezuela para el fortalecimiento de una red internacional con el objeto de entender los efectos del cambio climático sobre los bosques tropicales Amazónicos. Gracias a esta red y también al trabajo del proyecto ATDN (Amazon Tree Diversity Network) que también incluye a otros investigadores venezolanos como los profesores Hernán Castellanos (UNEG) y José Lozada (ULA), hoy sabemos que en la Amazonía existen alrededor de 10.000 especies de árboles y cerca de la mitad de todos los individuos pertenecen solo a 227 especies. Esta desproporcionada cifra de árboles comunes a lo largo de la cuenca es conocida como especies “hiperdominantes”  y revela además la enorme cantidad de especies poco representadas que existe en estos bosques.

Por otra parte, en años recientes la capacidad de almacenamiento de carbono (efecto “sumidero”) en la Amazonia está en declive por el aumento en la mortalidad de árboles como respuesta a sequías más frecuentes e intensas. Asimismo, en 2018, un importante estudio que agrupó a la mayoría de los miembros de la red RAINFOR con énfasis en los bosques amazónicos, reveló que la velocidad del cambio climático parece estar provocando una modificación lenta pero sostenida en la composición de especies. En esencia, lo que se ha visto es que fenómenos como el cambio climático que incluye mayores temperaturas y sequías más fuertes, en combinación con la deforestación, la degradación y los fuegos, parecen estar favoreciendo el crecimiento de especies que proporcionalmente almacenan menos carbono. Muchos investigadores, incluyendo la red RAINFOR, advirtieron recientemente sobre un potencial cambio irreversible si no se toman medidas para reducir la emisión de gases de efecto invernadero, la deforestación y la degradación. El trabajo mancomunado de este tipo de redes ha servido, en el caso venezolano, para resaltar el enorme valor que tiene la información a largo plazo colectada durante muchísimos años.

Resultados para Venezuela: Desde el año 2013, como parte de su proyecto doctoral recientemente culminado en la Universidad de Washington en Estados Unidos, el investigador Emilio Vilanova se propuso como objetivo compilar y sintetizar los resultados de todos estos esfuerzos enfocándose en los patrones de crecimiento, mortalidad y carbono y su relación con aspectos ambientales y el cambio climático en Venezuela: “con varias campañas de campo adicionales, la idea original de mi proyecto fue evaluar qué ha pasado con estos sitios luego de los resultados que presentara en 1985 J.P Veillon y otros investigadores algunos años después”, explica Emilio Vilanova. Los primeros resultados de este esfuerzo fueron publicados en el año 2018 en la revista PLoS ONE donde se incluyeron los datos de 50 sitios permanentes y agrupó a varios investigadores venezolanos y miembros de la red RAINFOR. Entre las principales conclusiones se destaca la importancia que tiene la duración de la época seca para el funcionamiento de muchos de estos bosques: “épocas secas más largas o severas implican, en general, un mayor dinamismo en el ecosistema. Es decir, la velocidad de recambio entre el crecimiento y la mortalidad es mayor y esto se evidencia más claramente en los bosques secos o estacionales, lo que puede tener implicaciones importantes en el contexto del cambio climático”, indica Emilio Vilanova. Asimismo, esta dinámica más acelerada parece tener conexión con la propia capacidad del ecosistema para almacenar carbono: “un mayor dinamismo, aunque puede significar a veces un crecimiento más rápido en muchas especies, puede implicar que el carbono almacenado sea menor en comparación con la cantidad encontrada en bosques muy húmedos o donde la temporada de sequía es corta o casi inexistente como en el caso del escudo de Guayana o la región de Amazonas” añade Vilanova, quien trabaja actualmente para publicar otros resultados de su disertación. Entre ellos destaca, por ejemplo, tal y como ha ocurrido en la región amazónica, un aumento sostenido en la mortalidad de árboles que incluye también patrones similares en los bosques nublados de los Andes, algo que no se ha reportado hasta la fecha: “si bien sabemos que naturalmente los bosques tropicales se caracterizan por un importante dinamismo, hemos detectado que el aumento generalizado de la temperatura no sólo en Venezuela sino en la región tropical parece estar afectando selectivamente a los árboles más grandes, es decir, los que en general abarcan una mayor proporción de todo el carbono almacenado; en este sentido vemos un patrón común en todos los bosques venezolanos estudiados. Sin importar el tiempo de seguimiento, 50 años o 10 en algunos casos, la gran mayoría de los sitios muestran una tendencia, significativamente positiva, en la cantidad de árboles que mueren anualmente”. Estos resultados fueron recientemente presentados en la reunión anual de la Unión Geofísica Americana (AGU por sus siglas en inglés) recientemente celebrada en San Francisco. Esta información es de suma importancia para entender la respuesta de los bosques venezolanos al cambio climático.

Considerando todo el marco internacional de colaboradores que tenemos en la red RAINFOR, debería ser considerado un orgullo nacional contar con una historia de monitoreo de bosques tan larga como la de Venezuela” explica el Prof. Oliver Phillips de la Universidad de Leeds en Inglaterra y uno de los fundadores de la red RAINFOR. “Esta red no es sólo parte del patrimonio científico del país, sino que de mantenerse o expandirse, podría servir como base para un sistema de calidad para seguir al balance de carbono de los bosques venezolanos en el siglo XXI” subraya Phillips.

Un futuro incierto: Si hay algo que ha demostrado todo este esfuerzo es el enorme potencial de investigación que existe en Venezuela para entender lo que pasa con los bosques del país. Con muchísimas limitaciones, este grupo de investigadores ha logrado consolidar una estructura de información de largo plazo de altísimo valor científico. Ahora que la atención sobre los efectos del cambio climático, la deforestación y la degradación de los bosques tropicales es mayor, esfuerzos como estos tienen mayor mérito y es necesario, de alguna forma, mantenerlos y continuarlos, coinciden todos los investigadores que han participado.

Mantener estos sitios, no sólo es complejo, sino cada vez más difícil dada la situación del país y el enorme declive en la investigación en años recientes producto de la crisis que ha afectado el funcionamiento de todas las instituciones de Venezuela”. Desde problemas de financiamiento, falta de personal, lentitud o negativa en la tramitación de permisos por parte de las autoridades oficiales, hasta la deforestación en zonas como Caparo donde la Universidad de Los Andes ha mantenido por casi 50 años un programa de investigación, o la degradación y violencia al sur del Orinoco producto del Arco Minero decretado en el año 2016, este conjunto de factores limitan la posibilidad de continuar con estos estudios y ponen en riesgo muchos años de investigaciones de alto valor científico.

Desde el año 2003, muchos científicos venezolanos comenzaron a llamar la atención sobre los problemas y limitaciones del sector. Más recientemente, otros comunicados han sido publicados en importantes revistas como Nature en 2016 o Scientific American en 2019 para subrayar cómo la crisis nacional no sólo ha afectado la dinámica socia del país sino también la repercusión sobre la ciencia y el sector científico nacional. Es difícil saber qué va a ocurrir con iniciativas como esta y la incertidumbre es generalizada pero, tal y como ocurre con otros proyectos importantes de investigación como el caso del seguimiento al último glaciar de Venezuela, este grupo de venezolanos tiene la esperanza de poder continuar manteniendo activas estas mediciones y, potencialmente, incorporar nuevos sitios si las condiciones para ello lo permiten.

*** Una versión resumida de esta nota fue publicada en inglés en el blog de la revista Nature Ecology and Evolution https://natureecoevocommunity.nature.com/posts/65506-collapse-of-venezuelan-science-threatens-the-world-s-most-sustained-monitoring-of-tropical-forests

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Caparo: one of the last relics of the Trade-wind forests of South America and the future of forest science in Venezuela

s160The following was published in the form a change.org petition last March to request urgent actions to stop the illegal occupation of the Caparo Experimental Station in Venezuela that started early this year. According to recent events, the situation has worsened and despite a judge ordered the eviction of these groups nothing has happened, and the damage to the forest has become evident. Photos courtesy of Prof. Jose Lozada.

There is no doubt today that Venezuela is undergoing a terrible crisis at all levels. National economy is collapsing, ironically after receiving millions of dollars from oil revenues during the 2000-2010 decade. A cocktail of corruption, mismanagement and a fierce political and economic controlling system that touched pretty much every institution in the nation has brought Venezuela’s crumbling democracy to its knees. Most services including access to domestic gas, electricity, internet connection, among others, are often failing. Poverty has peaked to unseen levels, and inflation rate is among the highest in the world, with food and medicine shortages reaching unparalleled rates. All together these factors enabled an enormous social crisis that have recently led to a massive flow of new migrants across neighboring countries and beyond.

With this grim context, it is not difficult to imagine the current status of education and science across the country’s most important universities and research institutions. Lack of funding, failing resources and often crime inside many places within the university space are factors severely affecting classes, basic functioning and research. Yet, dedicated professionals, teachers, employees, and students are fiercely resisting while trying to keep universities alive hoping for better conditions to arrive soon. In a previous letter from 2017, we addressed the consequences of Venezuela’s crisis for the environment, and above all for the sustainable management of the country’s forest diversity and the need for actions to solve the critical situation of Venezuela’s forest science.  Along the same lines, this brief communication intends to draw the attention to a closely related issue and that is the current threats to the survival of the Caparo Experimental Station (CEE), a symbol of the historic role that Venezuela had (and still has) for scientific research in tropical forest ecology, silviculture and sustainable forest management.

Originally with close to 180,000 ha, Caparo Forest Reserve in the alluvial plains of Western Venezuela was created in the early 1960s to support the development of a national forest industry through the implementation of long term management plans, a truly pioneering effort for the tropical region. Fragmented and with most of it forests now transformed to cattle grazing pastures and low-productivity agriculture, the fate of Caparo’s remaining forests looks grim. The loss of more than 1 million ha across the Western Plains in the last 30 years, including close to 90,000 ha between 1990 and 2015 in Caparo alone does not help in bringing too much hope. Yet, a small piece of land with no more than 7,000 ha of different ecosystems, including a diverse array of forest-types, savannas and a small area of forest plantations still stands. Created as an experimental area for research, CEE has been administered by the Universidad de Los Andes through time in agreement with Venezuela’s government. For the most part, it has been the university by means of its professors, employees and students the solely responsible for the preservation and control of the land. The School of Forestry and Environmental Sciences has been the primary stakeholder through the implementation of research projects and continuous education enabling the CEE to maintain its academic activities running.

Many evidences of the history of rural colonization of the region exists to try understand the process of deforestation and degradation. With ups and downs, but often peaking during political conflicts (i.e. elections at different levels), local and regional politicians associated (or not) with other powerful stakeholders in the region have always been essential drivers of forest conversion over time. However, in the case of the CEE, the solely presence of an institution such as Universidad de Los Andes has been fundamental in preventing the complete transformation of the land.

Yet, this time is different. After the illegal colonization in 2004 that caused the loss of close to 1,000 ha of forests in the “Palma Pintada” sector in the Western section of EEC, today we face an even greater risk with the possibility of a total loss of Caparo’s forests. At least a decade of continuous threats has been the rule in Caparo. Groups of organized communities often accompanied by the support of local and regional governments, frequently with the backing of national institutions, have put CEE under a permanent state of alert. Added to this the current national crisis and the prospects for Caparo’s remnant forests and its biological diversity are far from promising.  Despite a local court sentenced the illegal invasion to the EEC from early 2018 while instructing the immediate eviction of the illegal settlers, we still haven’t seen a strong and definitive response from the institutions responsible of handling the situation.

Being a fundamental area for ecological research and education, but most importantly, being the habitat of hundreds of species of plants, animals and insects, CEE desperately needs help to continue its mission, and our goal here is to highlight a few options that could help achieving it:

  • Sharing this message as widely as possible, along with similar communications from other partners including the Venezuelan Ecological Society, the Venezuelan IUCN program and the Universidad de Los Andes itself;
  • Demand the official institutions an immediate eviction of all groups that are currently threatening several areas of the CEE;
  • Calling out the current administration at all levels (local, regional and national) to recognize the value of the CEE and the ecosystems represented by it, for the conservation of biological diversity as stated in the last known version of the official Zoning and Management Plan from 2012.

The Research Program that started at CEE in 1970 will soon arrive to its 50th anniversary of continuous activities, and without the forests that have sustained multiple initiatives over the years an enormous amount of knowledge will be inevitable lost. Furthermore, forest diversity at Caparo including all of its components are at high risk like never before. This small piece of land represents what is probably the last known continuous portion of a unique ecosystem, the “Alisio Forests” or “Trade wind forests” that once covered an immense area shared between Colombia and Venezuela. For many reasons, some of which have been addressed in this open letter, we believe it is our duty to do everything in our power to help preserving Caparo during tumultuous times for Venezuela. It is time for practical and rapid solutions that enable saving Caparo’s forests. We hope this letter serves in that direction and we also expect that friends, colleagues and citizens from Venezuela and abroad interested in the conservation of EEC will help spreading the word.

Sincerely,

Emilio Vilanova, José Lozada, Lionel Hernández, Miguel Plonckzak, Cristabel Durán, María Dolores Delgado.

Photos used in the Slideshow from Emilio Vilanova.

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Come together: Networking and collaboration in tropical forest scientific research

The following text was published a couple of months ago as part of a very interesting class about Science Communication at the University of Washington:

The whole is greater than the sum of its parts” – Aristotle

A map of international scientific collaboration. Taken from the blog of Olivier H. Beauchesne

The world is interested in the tropics for multiple reasons with the conservation of species diversity and mitigation of climate change being probably the most powerful and compelling arguments. They are also very important for a lot of people around the world. Near 1.5 billion people seems to rely to some extent on what these forests can provide in terms of water resources, food for their livelihood[1]. Furthermore, tropical forests are perhaps the embodiment of what a diverse nature means. Thousands of animal, insect, and plant species are part of these systems each one with unique functions and roles. One could perceive this as a clear example of Aristotle’s words: “…the whole greater than the sum of its parts…”.

Well, to some extent, scientific research these days might not be too different. Conducting research these days is rarely a one-person deal. For example, writing publications has become a multiauthor thing in recent years[2]. This, of course, is not absent from controversy about the legitimacy and quality of these studies, but that would require a parallel discussion. In the realm of tropical forest ecology and management, the surge of research networks in the last two decades shows how relevant Aristotle’s message might be. We, not only scientists, but society in general, wouldn’t be aware of some of the most important aspects of tropical forests if it wasn’t for the products, mostly in the form of scientific publications, delivered by some of these networks. Did you know that tropical forests may harbor more than 50,000 species of trees alone?[3]; Did you know that among the 16,000-tree species estimated to be in the lowland forests in the Amazon Basin, only a handful of 227 accounts for half of the millions of trees living in these areas?[4]; Did you know that the very important service of carbon storage and climate change mitigation provided by Amazonian forests might be at risk?[5]. This is just a small sample of the questions we have been able to answer through the work of collaborative networks of hundreds of people and institutions across many countries in the tropical region. Two examples that I can personally relate to are the Amazon Tree Diversity Network (ATDN[6]) and the Amazon Forest Inventory Network (RAINFOR)[7]. These have served as an impressive way to connect a large group of people coming from different backgrounds, both scientifically and geographically, and have been substantially important for many young scientists in developing countries allowing us to be part of exciting discussions. Certainly, this relationship was essential in my desire for being part of science aiming to respond relevant questions with regards to forest ecology, conservation, and sustainable management of tropical forests in Venezuela, my home country.

Plot map from The Amazon Tree Diversity Network (ATDN). Image from ter Steege et al (2013).

Being part of a scientific network, however, is not an easy task. “Networking” involves way more things than just sharing a common research interest. It requires enormous efforts of planning, coordination and, most importantly an idea of trust and a genuine sense of collaboration and some work exists to show effective ways to engage in successful collaborative research initiatives[8]. In my experience, the “Ten rules for successful research collaboration[9] are a good way to start when thinking about joining collaborative projects in your research career. Overall, knowing that summing little pieces to a whole would probably yield better and more relevant results for all, is a general principle that have helped me throughout my career. Overall, it is important to understand the implications of being part of an international research network where often personal interests and conflicts can obscure the nature of these multiple relationships. Building these relationships is a long-term deal.

References

[1] Vira B, Mansourian S, Martin A, Gross-camp N, Latawiec A, Swainson L. Chapter 4 Social and economic considerations relevant to REDD +. In: Parrotta, J., Wildburger, C., Mansourian S, editor. Understanding Relationships between Biodiversity, Carbon, Forests and People: The Key to Achieving REDD+ Objectives [Internet]. Viena: International Union of Forest Research Organizations (IUFRO); 2012. p. 83–112. Available from: https://www.iufro.org/science/gfep/biodiv-forman-redd-panel/report/

[2] All together now: Why research papers have so many authors: https://www.economist.com/news/science-and-technology/21710792-scientific-publications-are-getting-more-and-more-names-attached-them-why

[3] Slik JWF, Arroyo-Rodríguez V, Aiba S-I, Alvarez-Loayza P, Alves LF, Ashton P, et al. An estimate of the number of tropical tree species. Proc Natl Acad Sci. 2015;112(24):7472–7. Available from: http://www.pnas.org/lookup/doi/10.1073/pnas.1423147112

[4] ter Steege, H, Pitman, N, et al . Hyperdominance in the Amazonian Tree Flora. Science. 2013; 342(6156). Available from: http://science.sciencemag.org/content/342/6156/1243092.full

[5] Brienen, RJW, Phillips, OLP, et al. Long-term decline of the Amazon carbon sink. Nature. 2015, 519: 344-348. Available from: https://www.nature.com/articles/nature14283

[6] http://atdn.myspecies.info/ The map shows more than a thousand field sites where many researchers are conducting research in the forest of the Amazon Basin. See ter Steege et al (2013) paper for more information.

[7] http://www.rainfor.org/

[8] http://www.sciencemag.org/careers/2012/07/how-collaborate

[9] http://theconversation.com/ten-rules-for-successful-research-collaboration-53826