“Efectos de cafetales simples y complejossobre la regulación de plagas y enfermedades y

otros servicios ecosistémicos”

1

Rolando Cerda, Clémentine Allinne, Louise Krolczyk, Charlie Mathiot, Eugénie Clément, Celia A.Harvey, Jean-Noel Aubertot, Philippe Tixier, Christian Gary & Jacques Avelino

SemSem, CATIE, Junio 2015

• ¿Cuál es el efecto de la sombra (biodiversidad), altitud y manejo sobre cuatro serviciosecosistémicos?– Regulación de plagas y enfermedades

– Provisión de productos agroforestales

– Mantenimiento de la fertilidad del suelo

– Secuestro de carbono

• ¿Cuáles son las relaciones (trade-offs o sinergias) entre estos servicios?

2

Preguntas de investigación

Strategia para la selección de parcelas (Tres factores):

Tipo de sombra, tres niveles

3

Red de cafetales (69 parcelas)

Indice de intensidad de manejo0 11Bajo Alto

Altitud (clima):

646 - 1107 m.s.n.m.

CFS: full sunCLD: low diversification

CHD: High diversification

4

Variables estudiadas por cadaServicio Ecosistémico

Regulación de P&E Provisión Fertilidad de suelos Secuestro de carbono

sAUDPC (%) • Roya• Cercospora• Minador• Otros

Ramas muertas!

Rendimientos:• Café• Bananas• Otras frutas

Indicadores económicos• Flujo de efectivo• Beneficio

familiar

• Acidez• Materia

orgánica• Macro y micro

nutrientes

Carbono en biomasa aérea • Café • Musáceas• Frutales • Maderables • Servicio

5

Análisis estadístico:Modelos lineales para identificar el efecto de los tres factores y susinteracciones sobre los servicios ecosistémicos (ANOVA, p < 0.05).

Variable ~ S + M + A + SxM + SxA + AxM + SxMxA

Análisis de relaciones entre servicios ecosistémicos y biodiversidad

Regresiones lineales:

• Entre variables de los 4 servicios ecosistémicos estudiados

• Entre servicios ecosistémicos y biodiversidad de plantas (Shannon

index)

También analizamos cuál tipo de sombra cumple con mejores servicios

ecosistémicos

(Rapidel et al. 2015)

S: tipos de sombra; M: intensidad de manejo; A: altitud

6

PRINCIPALES RESULTADOS

Roya ~ Altitud x Sombra

▲CHD+ CLDO CFS

Altitude

Rust

(%)Roya

7

▲CHD+ CLDO CFS

▲CHD+ CLDO CFS

Dead branches ~ Altitud x Sombra x Manejo

Ramas muertas

8

Rendimiento de café

kg h

a-1

y-1

Rendimiento café ~ Manejo

Cash flow and family benefit followed the same tendency

9

Acidez del sueloAcidez ~ Sombra

mg

kg

-1

Full sun Simple shade Diversified shade0

50

100

150

200

250

300

mg

/ k

g

a

ab

b

a

ab

b

CFS CLD CHD

Acid

ez m

gkg

-1

10

Secuestro de carbonoCarbono ~ Sombra

Coffee trees

Service trees

Timber trees

Fruit trees

Musaceas

Full sun Simple shade Diversified shade0

5

10

15

20

25

30

Mg

/ h

a

a

b

b

Coffee trees

Service trees

Timber trees

Fruit trees

Musaceas

Musaceas

Fruit trees

Timber trees

Service trees

Coffee trees

Full sun Simple shade Diversified shade0

5

10

15

20

25

30

Mg

/ h

a

a

b

b

Musaceas

Fruit trees

Timber trees

Service trees

Coffee trees

CFS CLD CHD

tons

ha

-1

11

Relaciones entre servicios ecosistémicos

0 10 20 30 40 50

AGB Carbon (Mg/ha)

0

2500

5000

7500

10000

12500

15000

Actu

al Y

ield

(kg

/ha

)C

offe

eyie

ld(k

g h

a-1

y-1

)

Carbon (tons ha-1)

Variables representativas de cada servicio:

Regulación de plagas y enfermedades: ramas muertas

Provision: rendimiento de café

Mantención de la fertilidad del suelo: acidez del suelo

Secuestro de carbon: carbon total en biomasa aérea

▲ CHD: Coffee agroforestry systems with high diversification

+ CLD: Coffee agroforestry systems with low diversification

O CFS: Coffee in full sun

Desirable area: where desirable values of both ecosystem

services can be found

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

H_canopy_14

0

10

20

30

40

50

AG

B C

arb

on

(M

g/h

a)

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

H_canopy_14

0

60

120

180

240

300

360

420

So

il a

cid

ity (

kg

/ha

)

0 10 20 30 40 50

AGB Carbon (Mg/ha)

0

60

120

180

240

300

360

420

So

il a

cid

ity (

mg

/kg

)

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

H_canopy_14

0

4

8

12

16

20

24

De

ad

Bra

nch

es (

nu

mb

er)

0 10 20 30 40 50

AGB Carbon (Mg/ha)

0

4

8

12

16

20

24

De

ad

bra

nch

es (

nu

mb

er)

0 60 120 180 240 300 360 420

Soil acidity (mg/kg)

0

4

8

12

16

20

24

De

ad

bra

nch

es (

nu

mb

er)

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Shannon diversity index

0

2500

5000

7500

10000

12500

15000

Actu

al Y

ield

(K

g/h

a/y

ea

r)

0 10 20 30 40 50

AGB Carbon (Mg/ha)

0

2500

5000

7500

10000

12500

15000

Actu

al Y

ield

(kg

/ha

)

0 60 120 180 240 300 360 420

Soil acidity (mg/kg)

0

2500

5000

7500

10000

12500

15000A

ctu

al Y

ield

(kg

/ha

)

0 4 8 12 16 20 24

Dead Branches (number)

0

2500

5000

7500

10000

12500

15000

Actu

al Y

ield

(kg

/ha

)

Plant biodiversity

Biodiversity

Carbon sequestration Soil fertility Regulation of P&D

Ecosystem services

Pro

vis

ion

Carb

on s

equestr

atio

n

bio

div

ers

ity

Soil

fert

ility

Regula

tio

n o

f P

&D

Eco

syste

m s

erv

ice

s

Mensajes clave Efectos de la sombra sobre provision de algunos SE (plagas y enfermedades)

depende de interacciones con manejo o con altitud

Cafetales con sombra tuvieron menos ramas muertas con manejo intensivo elimpacto sobre pérdidas de rendimiento sería menor que en cafetales a pleno sol

La sombra no afecta el rendimiento de café; podríamos obtener rendimientossimilares bajo sombra y a pleno sol, dependiendo del manejo

Cafetales con sombra mantienen mejor la fertilidad del suelo que los cafetales apleno sol (<costos para los productores)

El secuestro de carbon es claramente superior en cafetales con sombra; se podríausar esta información para mejores precios y certificaciones

No se encontraron trade-offs entre SE y biodiversidad (bajo condiciones decobertura de sombra = 35%). Podríamos incrementar un servicio sin perfjudicar aotros 13

Perspectivas Analizar datos de dos años (2014 and 2015)

Pérdidas de rendimiento y perfiles de daño!; Tipologías situaciones de producción

14

GRACIAS

Rolando Cerda B. rcerda@catie.ac.cr

15

Acknowledgements. This research is supported by CASCADE project “Ecosystem-based Adaptation for Smallholder

Subsistence and Coffee Farming Communities in Central America”, funded by the International Climate Initiative

(ICI). The German Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety (BMU) supports

this initiative on the basis of a decision adopted by the German Bundestag