Proyecto PPM Transecto Monteverde 2.3 - REDD+ Costa Rica

ESTABLECIMIENTO DE PARCELAS PERMANENTES DE MONITOREO EN EL TRANSECTO CONTINENTAL DEL

BOSQUE NUBOSO DE MONTEVERDE

PERFIL DE PROYECTO

Olivier Chassot

Vladimir Jiménez Carlos Hernández

Bill Eaton, PhD Tania Brenes, PhD

Víctor Meza Gustavo Hernández

Marlon Salazar Oscar Lücke

MARZO 2008

Establecimiento de parcelas permanentes de monitoreo en la RBBN Monteverde Marzo 2008

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ESTABLECIMIENTO DE PARCELAS PERMANENTES DE MONITOREO EN EL TRANSECTO CONTINENTAL DEL

BOSQUE NUBOSO DE MONTEVERDE

UN PROYECTO DEL CENTRO CIENTÍFICO TROPICAL

CON EL APOYO INSTITUCIONAL DEL INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN Y SERVICIOS FORESTALES (INISEFOR) Y EL APOYO FINANCIERO DE THE

NATURE CONSERVANCY-COSTA RICA (TNC)

PERFIL DE PROYECTO

Olivier Chassot

Vladimir Jiménez Carlos Hernández

Bill Eaton, PhD Tania Brenes, PhD

Víctor Meza Gustavo Hernández

Marlon Salazar Oscar Lücke

MARZO 2008


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A RESUMEN Introducción La mayoría de las áreas silvestres protegidas privadas o públicas en la región mesoamericana carecen de componentes de monitoreo, lo cual impide medir con confianza el alcance de sus objetivos de conservación. La elaboración de un Programa de Monitoreo Integral para el Transecto Continental del bloque de conservación de Monteverde en la Cordillera de Tilarán apunta a contribuir a la gestión adecuada de los recursos naturales de la RBBNM mediante un proceso adaptativo de conservación y desarrollo sostenible. El programa tiene por objetivo el determinar la ocurrencia, magnitud e importancia de los cambios en los indicadores de la integridad ecológica de la Reserva Biológica del Bosque Nuboso de Monteverde y de los ecosistemas montañosos vinculados con el bosque nuboso. Con base en un marco orientador definido a partir de las amenazas principales derivadas del cambio global, se definieron las siguientes líneas de trabajo: monitoreo de la dinámica forestal, monitoreo de la riqueza de especies de plantas, monitoreo de la avifauna y monitoreo de grupos taxonómicos de invertebrados representativos de la salud de los ecosistemas boscosos. Una vez establecido, el programa buscará optimizar los recursos humanos, financieros y el capital social existente en la RBBNM y su zona de amortiguamiento, así como las alianzas interinstitucionales con el objetivo de establecer un monitoreo realista de los cambios, con una visión ecositémica, buscando la estandarización de los procedimientos como insumos para la Estrategia Nacional de Monitoreo en Áreas Protegidas y Corredores Biológicos, la iniciativa de la Cordillera Forest Dynamics Network (CORFOR), y su posible replicabilidad y adaptación en diferentes ámbitos geográficos y modelos organizativos. Duración del proyecto - 12 meses para el establecimiento de las Parcelas Permanentes de Monitoreo (PPM) - Monitoreo posterior en forma anual Resumen de costo del proyecto Costo del establecimiento de las PPM, año 1: $76,555.00 Costo administrativo (15%): $11,483.00 Costo del monitoreo anual: $14,310.00 Costo administrativo: $2,147.00


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B CONTEXTO GENERAL DEL PROYECTO La mayor parte de la región de influencia de la Reserva Biológica Monteverde se encuentra en la Cordillera de Tilarán, y una porción menos extensa se extiende al norte, hacia las llanuras de San Carlos. En esta región, se encuentra la división continental de aguas, con rumbo noroeste-sureste. Al este, las pendientes de la Cordillera de Tilarán descienden a la llanura de San Carlos y al oeste, hacia la costa del Pacífico. Topográficamente, la región puede dividirse en cuatro zonas:

a) La primera en el centro, es de relieve montañoso con pendientes fuertes (mayores del 25%), ubicada entre los 1000 y 1800 msnm.

b) La segunda, formada por colinas altas, cerros y valles profundos, cruzada por numerosas quebradas y arroyos, entre los 500 y 1000 msnm a lo largo de la cordillera.

c) La tercera zona comprende colinas bajas con una topografía fuertemente ondulada, con pendientes del 12 al 25%, y se ubica también a lo largo de la cordillera entre los 100 y 500 msnm.

d) Por último, aparecen las áreas con menores pendientes, de alrededor del 15%, ubicadas al noreste de la región, que corresponden a la llanura de San Carlos.

Monitoreo La capacidad de adaptación al cambio es una de las cualidades más importantes de un sistema de manejo - el manejo debe ser adaptativo. Así mismo, en conservación se percibe un creciente énfasis en la necesidad de demostrar la efectividad del manejo. Surgen constantemente tendencias y resultados inesperados. Por todas estas razones, el monitoreo ecológico es una herramienta imprescindible del manejo para la conservación: la herramienta que suministra la información que advierte de los cambios, los resultados inesperados, y que demuestra el grado de efectividad del manejo. Su implementación por gobiernos, dentro de un contexto estratégico, es un requisito de la adherencia a la Convención de Diversidad Biológica (CBD). Este, sin embargo, es tal vez la herramienta menos entendida y utilizada para la conservación en la región. Visión del programa de monitoreo: “Contribuir al buen manejo de los recursos naturales del bosque nuboso mediante un proceso dinámico de conservación y desarrollo sostenible que responda adecuadamente a los impactos del cambio climático.” Objetivo del programa de monitoreo: Determinar la ocurrencia, magnitud e importancia de los cambios en los indicadores de sostenibilidad de la integridad ecológica del bloque de conservación de la Cordillera de Tilarán y en los factores que provocan estos cambios, especialmente aquellos vinculados con el cambio climático. Plan de Manejo de la RBBNM De acuerdo a la versión más reciente del Plan de Manejo de la Reserva Biológica del Bosque Nuboso de Monteverde (RBBNM), no existe un plan de monitoreo oficial para la RBBNM, aún cuando las actividades científicas han sido tradicionalmente consideradas como las más


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importantes. Es fundamental para la RBBNM contar con un plan de monitoreo congruente con el manejo del área, mismo que debe establecer los temas prioritarios, los recursos necesarios, la participación de universidades nacionales e internacionales, los medios para promocionar la investigación y los mecanismos de seguimiento y evaluación. Este plan debe estar acorde con las políticas del CCT y la normativa costarricense. Por otra parte, la información que se genera desde varias actividades de monitoreo aisladas y desvinculadas en la RBBNM no está sistematizada, cada programa o investigación maneja sus datos, pero la información no está integrada, y no existe una base de datos consolidada. Además de la investigación, el monitoreo de especies indicadoras permite desarrollar una base de conocimiento sobre las principales especies de los ecosistemas protegidos en la reserva. La identificación y monitoreo del estado de las poblaciones de estas especies es crucial para predecir efectos sobre los ecosistemas y con ello medir el impacto que puede estar provocando las acciones de protección y educación ambiental en la zona, así como los fenómenos ligados con el cambio climático. Desde su creación, la RBBNM ha sido considerada por científicos y grupos de estudiantes como un importante sitio para hacer investigación acerca de sus recursos naturales, especialmente de especies biológicas y su interacción con los diferentes ecosistemas que se encuentran representados en las cuatro zonas de vida presentes en esta área protegida. En la RBBNM pueden haberse generado alrededor de 400 documentos técnicos y científicos sobre diferentes temas biológicos, de ellos 250 fueron documentos publicados entre 1960 y 1995, 120 escritos contenidos en el libro Ecology and Conservation of a Tropical Cloud Forest (N. M. Nadkarni y N. T. Wheelwright, 2000); y 21 documentos del CCT registrados en la base de datos bibliográfica de la Biblioteca L. Holdridge en el Centro Científico Tropical. Estos estudios se refieren principalmente a ecología general, estudios de ecosistemas y trabajos taxonómicos, de los cuales muy pocos han tratado el campo de la ecología aplicada. Los temas de dichos estudios se han concentrado principalmente en aves, seguidos por los de plantas y la interacción planta-animal. Sólo un reducido número trató ecología de los ecosistemas y, todavía menos, trataron de la influencia humana sobre los recursos naturales. Muy pocas especies de invertebrados han sido estudiados, y entre las especies más estudiadas están: las mariposas, los escarabajos y los insectos sociales. Los objetivos primarios de la RBBNM son:

ü Conservar una muestra representativa del ecosistema terrestre bosque nuboso en la Cordillera de Tilarán.

ü Conservar las especies de flora y fauna sobresalientes, endémicas y en peligro de extinción, características del bosque nuboso.

ü Proteger los recursos hídricos que originan los ríos Guacimal en la vertiente Pacífica, y Chiquito, Caño Negro y Peñas Blancas, en la vertiente Caribe de la Cordillera de Tilarán.

ü Proporcionar espacios para la educación ambiental, los estudios técnicos y la investigación científica.

Es fundamental para la RBBNM contar con un Plan de Investigación aplicada al manejo del área. Este plan debe establecer entre otras cosas:

o Temas prioritarios,

o Recursos necesarios,


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o Equipo necesario,

o Participación de universidades nacionales e internacionales,

o Medios para promocionar la investigación, y

o Mecanismos de seguimiento y evaluación.

La información generada por las investigaciones y las actividades de monitoreo debe estar dirigida a fortalecer la toma de decisiones para el manejo integral de la RBBNM, del bloque de conservación de la Cordillera de Tilarán, y de sus bosques de montaña, en todos sus programas. Evaluación del componente de investigación y monitoreo de la RBBNM Para ser funcional, el Programa de Investigación de la RBBNM debe de desarrollarse en torno al Plan de Manejo, el cual representa el diagnóstico más fino que se haya elaborado hasta la fecha sobre esta área protegida de importancia global. Este programa debe de abordar los siguientes temas, para los cuales se evalúa brevemente el estado actual a julio 2007:

TEMA ESTADO Comités Establecimiento de un comité técnico para la gestión de la reserva funcional Establecimiento de un comité científico de apoyo a la gestión de la reserva funcional Programa de Manejo de Recursos Naturales y Culturales Gestión de la investigación: investigadores, permisos, uso de laboratorio, regulaciones de la investigación, estudios técnicos

funcional

Plan de Investigación Elaboración y ejecución del Plan de Investigación pendiente Creación de una base de datos pendiente Realización un inventario de las investigaciones ejecutadas en el área e incorporar la información pertinente

pendiente

Determinación de las necesidades y prioridades de investigación y monitoreo pendiente Contratación de una persona debidamente preparada para que se encargue del Programa de Manejo y Monitoreo de Recursos Naturales y Culturales

funcional

Elaboración de un reglamento de investigaciones pendiente de aprobar Divulgación de los resultados de las investigaciones conducidas en la RBBNM funcional Definición de los sitios de investigación con base en las asociaciones vegetales

pendiente

Actualización de la información pertinente sobre investigaciones en la página Internet

funcional

Plan de Monitoreo Biológico Realización de un monitoreo de especies indicadoras pendiente Establecimiento de una línea base para el monitoreo biológico de diferentes grupos de especies de flora y fauna

pendiente

Biblioteca científica Establecimiento de una biblioteca científica funcional Fondo de becas Constitución de un fondo de becas para estudios científicos para la RBBNM

pendiente

Establecimiento de un Comité de Becas responsable de asignar el incentivo pendiente Laboratorio Alexander Skutch Definición de las necesidades reales de equipo según las necesidades de investigación establecidas en el Plan de Investigación

pendiente


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Actualización del Reglamento de Uso del Laboratorio pendiente Estación meteorológica Establecimiento de una estación meteorológica completa (tipo A) funcional Investigación básica Valorar todos los bienes y servicios que produce la reserva pendiente Analizar el estado de la conectividad de la reserva pendiente Recomendaciones En vista de los puntos anteriormente evaluados se recomiendan acciones urgentes sobre tres temas con el fin de apoyar el cumplimiento del Plan de Manejo de la RBBNM: Establecimiento de un equipo de monitoreo básico de la RBBNM Se propone la contratación a un cuarto de tiempo de un biólogo consultor para conformar un equipo de monitoreo bajo la dirección del Gerente de la RBBNM, para apoyar la toma de datos de monitoreo en la línea de investigación de cambio climático, específicamente para que se puedan cumplir las siguientes tareas:

• Realización de un monitoreo de especies indicadoras

• Establecimiento de una línea base para el monitoreo biológico de diferentes grupos de especies de flora y fauna

Establecimiento de una red de parcelas permanentes de monitoreo y estaciones meteorológicas: Debido a que una de los objetivos primarios de la RBBNM es la investigación científica y ésta en su mayoría necesita información acerca de los factores bióticos y abióticos, es necesario que se cuente en el área con parcelas permanentes de monitoreo para medir una serie de variables que permitan conocer los efectos del cambio climático sobre la dinámica de los ecosistemas de la RBBNM a través del tiempo. Estas parcelas deberán de ser acompañadas por estaciones meteorológicas tipo A (o completa). En estas estaciones se medirán las siguientes variables: temperatura, precipitación, luz solar, viento, presión atmosférica, humedad relativa, evaporación, etc. Estas estaciones meteorológicas contarán entre otros equipos con: pluviómetro o pluviógrafo (precipitación), anemómetro (velocidad de viento), veleta (dirección del viento) o anemocinemógrafo (dirección y velocidad del viento), actinógrafo o actinómetro (radiación solar), heliógrafo (horas luz), termómetros para temperaturas máxima y mínima, barómetro o barógrafo (presión atmosférica), evaporímetros (evaporación) e higrógrafo o higrómetro (humedad relativa). Educación, investigación y proyección El programa integral buscará generar escenarios de calentamiento y evaluar su impacto en el triángulo de zonas de vida ecológicas con énfasis en las zonas de vida de la región de Monteverde y sus potenciales impactos en la composición de la zona de vida y las especies indicadoras del bosque nuboso. Se realizará una evaluación de escenarios de cambios en los recursos hídricos mediante balances hídricos por zona de vida con los diferentes escenarios con la metodología de balance hídrico de Holdridge y Tosi, así como una evaluación de los potenciales impactos del cambio climático en las comunidades aledañas para la generación participativa de escenarios de adaptación y mitigación. Además, se llevarán a cabo por lo menos dos cursos internacionales de dos meses al año sobre cambio climático y temas relacionados con el impacto en la biodiversidad, los recursos hídricos, el uso de la tierra y el turismo en áreas protegidas privadas, promoviendo el fortalecimiento de una red científica mundial de aliados al programa y llevar a cabo una reunión internacional cada dos años en Monteverde.


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C CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE PROYECTO Tipos de vegetación Los hábitats boscosos en el área de Monteverde corresponden a tres tipos generales de vegetación:

° Bosque estacionalmente seco pero sobretodo siempreverde en la vertiente Pacífica en la sombra de lluvia de los picos más altos y crestas de la división continental por debajo de los 1500 msnm. Se extiende desde los 700 msnm, a los 1,500 m y recibe una precipitación anual de 2000 a 2500 mm, con una estación seca de cinco a seis meses. El bosque es mayoritariamente siempreverde con un poco de especies deciduas que permanecen sin hojas entre uno y tres meses. Menos del 10% del dosel está sin hojas durante la estación seca y el bosque tiene una altura de 25 a 40 metros. El área incluye las zonas de vida de los bosques, Montano Húmedo y Premontano Muy Húmedo, y pequeñas extensiones de la zona de vida del bosque húmedo.

° El bosque nuboso perpetuamente húmedo de la cima de la montaña de 1500 a 1800 m en el lado Pacífico y hasta los 1400 m en la vertiente Caribe. La mayoría del área por encima de los 1500 msnm de elevación de la vertiente Pacífica hasta la división continental y que se extiende en el lado Caribe hasta los 1300 -1400 msnm, contiene un bosque nuboso exuberante. Con una precipitación anual de 2500 a 3500 mm y cubierta de nubes y neblina frecuente en la estación seca, este bosque siempre verde permanece húmedo durante todo el año. La altura del dosel varía de 20 a 40 metros en sitios protegidos, hasta cinco a diez metros en el bosque enano de las crestas y picos expuestos a los alisios del noreste. El hábitat del bosque nuboso incluye el bosque muy húmedo Montano Bajo y bosque lluvioso Montano Bajo.

° Bosque lluvioso prácticamente no estacional en el lado Caribe por abajo de los 1400 msnm. El bosque de la vertiente Caribe abajo de los 1400 msnm, recibe una precipitación anual que va entre 3500 mm y más de 7000 mm con un período seco apenas perceptible durante los meses de marzo y abril. Las zonas de vida en esta área incluyen bosque muy húmedo Premontano, bosque lluvioso Premontano y bosque tropical muy húmedo Transición a Premontano

Estos tres tipos de bosque están divididos en siete zonas de vida y una serie de tipos de vegetación atmosférica y edáfica dentro de las zonas de vida. Sitios propuestos para el establecimiento de las Parcelas Permanentes de Monitoreo Se proponen 7 sitios para el establecimiento de Parcelas Permanentes de Monitoreo (PPM), los cuales responden a la intención de incorporar la mayor diversidad de zonas de vida a lo largo del gradiente altitudinal en ambas vertientes de la divisora continental, a la vez que se utilice la infraestructura existente de los refugios del CCT.


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Figura 1: Mapa de ubicación de sitios potenciales para el establecimiento de PPM

Se caracterizan brevemente los sitios potenciales:

Sitio Vertiente Altura (m) Zona de vida Precipitación (mm / año)

Meses secos

San Luis pacífica 775 Bh-T12 2750 4 Casona / Investigación pacífica 1550 Bmh-MB 3250 3 Pantanoso división 1500 Bp-MB 3500 3 Brillantes división xxxx xxx xxx x El Valle atlántica 1700 Bp-MB 3750 3 Alemán atlántica 1000 Bp-P 3800 3 Eladios atlántica 800 Bp-P 4250 3


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D MATERIALES Y METODOS Líneas de monitoreo:

1. Monitoreo terrestre:

• Dinámica de estructura y composición de hábitat a escala local

• Estructura de la comunidad de microorganismos del suelo

• Estado de poblaciones de flora y fauna

• Especies invasoras

• Potencial de fijación de carbono

2. Monitoreo acuático

• Calidad de recursos hídricos (ríos y quebradas)

• Caudales de los principales cursos de agua

3. Monitoreo climático

• Variables meteorológicas principales (viento, precipitación, temperaturas mínimas y máximas, brillo solar, humedad, etc.)

Levantamiento de las parcelas El levantamiento de cada parcela de 1 hectárea (100 x 100 metros) se realizará con brújula de nivel, estacones y cinta métrica para formar una red de subparcelas de 10 x 10 metros (100 subparcelas) (Figura 2), delimitadas por tubos de PVC blanco en los vértices marcados de acuerdo con el sistema cartesiano de coordenadas. A cada parcela se le registrará el azimut de las dos líneas perpendiculares. El montaje de las parcelas se realizará de acuerdo con los métodos utilizados en topografía haciendo corrección de distancias por pendiente con el uso de una tabla de pendientes. Adicionalmente, se tomará la pendiente en grados con clinómetro cada 10 metros para la elaboración de un mapa topográfico de cada parcela. Cada punto tendrá su correspondiente coordenada x e y, la altura absoluta o coordenada z de cada punto se halla con la ecuación ?e = d tana donde a es la inclinación o pendiente, d es la distancia horizontal (10 metros en este caso) y ?e es la diferencia en altura que se presenta entre cada par de puntos. Las parcelas estarán conformadas por 5 fajas de 20 x 100 metros, cada una de las cuales contendrá 5 cuadrantes de 20 x 20 metros, los cuales serán numerados de acuerdo con la coordenada del vértice inferior izquierdo; así el primer cuadrante de la primer faja se denominará cuadrante 0-0 el segundo 0-20, el cuadrante 25 se denota como 80-80 y así sucesivamente (Figura 2). Numeración, marcaje y medidas dasométricas Se incluirán los árboles, palmas y helechos con diámetro a la altura del pecho (diámetro normal o DAP, a 130 cm del piso base del árbol) mayores o iguales a 10 cm en toda la hectárea. Por otra parte se incluirán todos los individuos de 1 a 10 cm de DAP. Para la numeración de los individuos, se seguirá una secuencia dentro de los cuadrantes de 20 x 20 metros y dentro de las fajas a través de los cuadrantes. Las parcelas se subdividirán en 5 fajas de 20 x100 m y estos a su vez se dividirán en 5 cuadrantes de 20 x 20 metros, los cuales contendrán 4 subparcelas (o


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subcuadrantes) de 10 x10 metros denotadas por A, B, C y D, secuencia que se seguirá para la numeración de los individuos dentro de cada cuadrante. Los árboles mayores a 10 cm de DAP serán numerados con láminas de aluminio fijadas con clavos a una altura de 170 cm para evitar afectar los individuos cerca de la zona de medición del DAP. La medición del diámetro se realizará con cinta métrica a los 130 cm de altura y se marcará el lugar de medición con tiza para su posterior marcaje con pintura asfáltica. A los individuos entre 1 y 6 cm de DAP, se les tomarán dos medidas del diámetro con pie de rey y se marcarán y numerarán con placas de aluminio fijadas alrededor del tallo con cuerda de cobre de unos 60 cm de longitud. A los individuos mayores de 6 cm de diámetro se les tomará el diámetro con cinta métrica y se marcarán con placa de aluminio fijada con clavo y/o con alambre de cobre alrededor del tallo. Todos los individuos serán posteriormente marcados con pintura asfáltica en el lugar de medición del diámetro. La medición de alturas se realizará con relascopio y cinta métrica, y para las categorías menores y con alturas menores a 6 metros se medirán con una vara calibrada cada 20 cm. Mapeo Todos los individuos registrados en la parcela (incluyendo mayores y menores de 10 cm de DAP) se coordenarán y se mapearán siguiendo una pequeña variación a la metodología propuesta por Condit (1998), en donde, cada subparcela de 10 x 10 metros será delimitada con una cuerda (graduada cada metro) y subdividida en cuatro subunidades de 5 x 5 metros con dos cuerdas en cruz para facilitar la ubicación espacial de los individuos, los cuales se mapearán en un Sistema de Información Geográfica con precisión de 0,5 metros por cuadrantes de 10 x 10 m al cual se le marcaron las coordenadas cartesianas de los vértices de la subparcela.

Figura 2: Cuadricula de las parcelas de 1 hectárea

Identificación de árbol Se presenta un dibujo para la marcación de especies leñosas mayores a 10 cm de DAP:


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Figura 3: Marcación de árboles

Estructura de la comunidad de microorganismos del suelo Responsable: Bill Eaton, PhD

Es ampliamente aceptado que los procesos edáficos que involucran la mineralización de la materia orgánica en compuestos disponibles para plantas y microorganismos, son controlados por la comunidad de microorganismos misma, la cual, por lo tanto, juega un papel significativo en el desarrollo y mantenimiento de la salud y calidad del suelo. Se cree que la estructura de esta comunidad es un buen indicador de alteración, degradación o mejoría del suelo, por ser muy dinámica y responder rápidamente al manejo de la tierra, variaciones en las condiciones ambientales que afectan los procesos del ecosistema, contaminación, variaciones en la composición de especies de plantas y la siembra de árboles, y al clima. Se ha demostrado que esta comunidad atraviesa cambios estructurales a raíz de alteraciones en el suelo debidas a la agricultura, tala rasa del bosque y desarrollo urbano; estos en última instancia resultan en cambios en las interacciones entre las comunidades de microorganismos y otras entidades tróficas, lo que afecta tanto la tasa como el ámbito de procesos biogeoquímicos que ocurren dentro de un ecosistema. Dado la variedad de estrategias de manejo de la tierra que han sido o están siendo implementadas en la Cordillera de Tilarán, es importante determinar el impacto que dichas prácticas tienen en los cambios sufridos a nivel de la estructura de la comunidad de microorganismos, la salud del suelo, el ciclo de carbono, el secuestro de carbono y el cambio climático. Es de particular interés entender los efectos que estas diferentes estrategias tienen sobre la liberación de CO2 y CH4 del suelo y la estructura de la comunidad de microorganismos asociada, como indicadora de alteración/recuperación del suelo. Ambos gases son importantes actores en el cambio climático, y un incremento en su liberación del suelo ha sido asociado a cambios en la comunidad de microorganismos que están relacionados con la degradación de la calidad del suelo. Se evaluará la estructura de las comunidades del suelo y los niveles de


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producción de gases de efecto invernadero encada parcela, así como en áreas de terreno alteradas fuera del bloque de conservación de la Cordillera de Tilarán, de ser necesario. Se medirán las variaciones en la tasa de producción de CO2, los coeficientes de metabolismo de microorganismos (qCO2), la razón entre la biomasa C de microorganismos: C orgánico total, la producción de metano y la constitución genética de la comunidad de microorganismos, tanto en áreas intactas/prístinas como en sitios bajo distintos tipos de manejo. La investigación intentará responder a tres objetivos relacionados al manejo de la tierra, el secuestro de carbono, la estructura de la comunidad microbiana y los gases relacionados al cambio climático.

1. Determinar si las tierras bajo diferentes formas de manejo del bosque nuboso de Monteverde muestran diferencias en la estructura de la comunidad de microorganismos que estén en conexión con aumentos en la liberación de CO2 del suelo.

2. Determinar si las tierras bajo diferentes formas de manejo del bosque nuboso de Monteverde exhiben diferencias en la diversidad de metilótrofos del suelo, su abundancia, distribución y biomasa que estén asociadas a un incremento en la liberación de CH4 del suelo.

3. Determinar si ciertas prácticas de manejo de la tierra son mejores que otras en reestablecer la salud de los suelos luego de alteraciones, y si resultan en una reducción en la liberación de CO2 del suelo y un mejor balance entre la producción y oxidación del CH4.

Se establecerán cinco subparcelas de 100 m2 en cada uno de las 7 PPM en una variedad de tipos de hábitat intacto y áreas bajo manejo. A la hora del muestreo, se removerán las capas superiores de hojarasca, detritos y humus de ocho localidades elegidas al azar dentro, y se colectarán núcleos de suelo de 2 cm x 15 cm, los cuales se combinarán para ensayos de producción de CO2 y CH4. Los ensayos del suelo empezarán dentro de las siguientes 48 horas:

§ Se determinará la densidad, textura y pH del volumen de suelo colectado para cada muestra utilizando métodos estándar.

§ Las tasas de respiración de suelo se determinarán utilizando el sistema LICOR 8100 y serán convertidas a cantidad de CO2 producido en el tiempo por volumen de suelo.

§ La Biomasa Microbiana (MBC) se medirá por el método de Fumigación-Extracción, mediante la determinación de la diferencia en los niveles de carbono orgánico extraíbles (utilizando el método modificado de Walkley-Black de oxidación de dicromato de potasio) en muestras de suelo fumigadas con cloroformo libre de etanol y en muestras no fumigadas. El Carbono Orgánico Total (TOC) es la cantidad de carbono orgánico en la muestra sin fumigar.

§ Los coeficientes de metabolismo microbiano (qCO2, la proporción de microorganismos metabólicamente activos dentro de la comunidad del suelo), y la razón MBC/TOC (la proporción relativa de TOC que puede ser metabolizada dentro de los sistemas biológicos) serán determinados matemáticamente a partir de los datos arriba mencionados, para monitorear cambios en las comunidades del suelo ocurridos durante el desarrollo y recuperación de la alteración.

§ Las tasas de producción de CH4 del suelo serán medidas con los métodos estándar de cromatografía de gases.

§ Las cinco muestras de suelo de cada tipo de hábitat serán unidas en una sola y el ADN será extraído usando un kit de extracción de ADN (PowerSoil de MoBio, Inc.).


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Seguidamente, la diversidad filogenético de las comunidades microbianas y la estructura de la comunidad dentro de cada hábitat será examinada usando dos métodos. Primero, se utilizarán PCR e imprimadores específicos al rARN 16s bacteriano, rARN 18s fúngico y secuencias genéticas pmoA (oxidantes de metano). Luego, se practicará una Electroforesis de Gel Desnaturalizante en Gradiente (DGGE) para determinar la diversidad, abundancia, distribución y biomasa de diferentes unidades operativas taxonómicas (OTU) microbianas como forma de analizar la estructura de la comunidad de microorganismos en cada muestra y tipo de hábitat. También se sondearán las muestras amplificadas con ADN marcado con fluorescentes de los 9 filos principales de bacterias de suelo y con el gen pmoA para determinar la presencia, abundancia y distribución de estos microorganismos a través de los distintos hábitats.

§ Como respaldo a los métodos DGGE, se generarán bibliotecas de clones a partir de los productos amplificados con el PCR, utilizando el sistema Promega pGem-T Easy Vector. Si es necesario, se reamplificarán 40 clones de cada una de las bibliotecas y aplicaremos el Polimorfismo de Restricción de Longitud de Fragmento (RFLP) como método adicional para describir la diversidad total de la comunidad de bacterias, hongos y metanótrofos.

§ Las variaciones en los niveles promedio de producción de CO2 y CH4 y otros datos de suelo serán analizados estadísticamente utilizando la prueba no paramétrica de Kruskall-Wallis, y se buscarán correlaciones con tipo de hábitat y método de manejo utilizando los coeficientes de correlación no paramétrica de Spearman, con el software NCSS. Para establecer el perfil de la comunidad de microorganismos, las OTU microbianas serán utilizadas para determinar la riqueza de microorganismos (S, o el número de OTU por biblioteca de genes) y la diversidad Shannon-Weiner (H), así como la Equidad (E), y la abundancia y distribución relativa de cada OTU. La distribución de estos parámetros será trazada a través de las diferentes áreas de muestreo y se probará si sus diferencias son significativas con una prueba de Kruskall-Wallis y el coeficiente de correlación de Spearman. Las OTU y los datos de ADN de la estructura de la comunidad de microorganismos serán sometidos a un análisis ClustaIW utilizando el software NCSS.

Potencial de fijación de carbono del bosque nuboso maduro

Responsable: Tania Brenes, PhD El cambio climático asociado con el calentamiento global tiene profundos efectos en los ecosistemas tropicales. Se ha demostrado que aumentos en la temperatura, así como cambios en la estacionalidad y abundancia de las lluvias a lo largo de las zonas neotropicales afectan incluso los bosques protegidos e imperturbados por la acción directa del ser humano. En teoría, la producción de CO2 debido a mortalidad de árboles y descomposición de materia orgánica debe ser igual que la fijación de carbono por el crecimiento de los árboles. Originalmente se pensaba que el aumento en las concentraciones de CO2 en la atmósfera beneficiaría la fotosíntesis y el desarrollo y crecimiento de los árboles, y por tanto aumentaría la velocidad de fijación de carbono, de manera que los bosques maduros serían sumideros de carbono. Sin embargo estudios a largo plazo han demostrado que, contrario a esta predicción, el aumento de las temperaturas nocturnas aumenta la respiración de los árboles. Como resultado, el bosque se convierte en una fuente de carbono, en lugar de un sumidero. Es importante notar, sin embargo, que los estudios que han identificado este aumento en la respiración de los árboles han sido todos realizados en bosque de zona baja. Los rangos de temperatura diaria de los bosques nubosos como los de la Cordillera de Tilarán son inferiores a las de los bosques de zona baja, y


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poco se sabe como cambiará la estacionalidad de las lluvias y la nubosidad de estos bosques debido al cambio climático. En consecuencia, no existe ninguna evidencia sobre si los niveles de fijación de carbono o respiración nocturna del bosque nuboso van a cambiar de la misma manera que los bosques de zona baja. Es posible que las bajas temperaturas normales en los bosque nubosos aumenten a niveles que sean más óptimos para fomentar la fotosíntesis. También es posible que una disminución en la nubosidad aumente los niveles diarios de radiación fotosintéticamente activa (PAR). Alternativamente los árboles de bosque nuboso pueden no estar adaptados para beneficiarse de estos cambios. Se medirá el crecimiento de árboles anualmente o bianualmente en la RBBNM. Se correlacionará los datos de crecimiento anual con las variables climáticas de nubosidad, PAR, lluvia anual y largo de la estación seca, con el fin de determinar si el calentamiento global disminuirá los niveles de fijación de carbono de los bosques nubosos al igual que el de los bosques de zona baja o si cabe esperar que los bosques nubosos puedan prestar servicios ambientales como sumideros de carbono. Impactos del cambio climático en la composición de especies en las zonas de vida

Responsable: Tania Brenes, PhD El cambio en la distribución histórica de las especies es un efecto del cambio climático. El sistema de zonas de vida de Holdridge definió la correlación entre variables ambientales (tales como temperatura, altitud y humedad) y la presencia de comunidades de vida particulares. Es ampliamente aceptado que el cambio climático cambiará la distribución de las zonas de vida de nuestro país. Sin embargo, predicciones respecto a estos cambios se basan en predicciones de cambios ambientales, no de cambios ecológicos. Aunque la correlación entre variables ambientales y la distribución de especies ha sido ampliamente estudiada y documentada, los mecanismos que limitan la distribución de las especies todavía no se entienden muy bien. Tania Brenes evaluó algunos de los mecanismos que se piensa limitan la distribución de especies a lo largo de una gradiente de precipitación, y encontró que factores que se han considerando importantes durante mucho tiempo, tienen en realidad un efecto muy débil. En algunos casos la distribución de una especie puede ser determinada por la adaptación del organismo a un rango particular de variables ambientales, sin embargo, en otros casos se puede deber a competencia o facilitación con otras especies en la comunidad, o a efectos de depredadores y parásitos. Por esa razón no existe suficiente evidencia para predecir si las zonas de vida simplemente cambiarán de posición (con la composición de la comunidad manteniéndose mayormente inalterada) o si las zonas de vida cambiarán de forma y se transformarán en nuevas zonas de vida con diferente composición de especies. Estas dos posibilidades tienen implicaciones muy diferentes para las comunidades faunísticas que habitan las diferentes zonas de vida. Se estudiará el crecimiento de árboles a lo largo de una gradiente altitudinal en la Cordillera de Tilarán y su corredor biológico asociado, en varias zonas de vida. Adicionalmente a las mediciones para conocer la respuesta de crecimiento de los árboles a los cambios interanuales de variables climáticas, se realizarán transplantes recíprocos de plántulas y juveniles (por uno o dos años únicamente) de especies indicadoras de las diferentes zonas de vida para estudiar su potencial para colonizar una zona de vida diferente cuando las variables climáticas cambien. El objetivo de esta parte de la investigación consiste en determinar si el cambio climático provocará un movimiento altitudinal de las zonas de vida en la cordillera de Tilarán, o si cabe esperar movimiento en solo algunas de las especies indicadoras, resultando en cambios dramáticos en la composición de especies en las comunidades vegetales.


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Durante el primer año del proyecto, se estudiarán los patrones de distribución y abundancia de especies de árboles características de los diferentes ecosistemas altitudinales. Se establecerá además una serie extra de parcelas no permanentes o transectos para obtener información sobre la distribución de árboles a lo largo del gradiente altitudinal, con el fin de hacer predicciones comprobables sobre su movimiento a raíz del cambio climático. Evaluación de la fauna

Responsable: Marlon Salazar Aves Se realizarán recorridos por medio de transectos longitudinales a través de cada una de las parcelas de muestreo seleccionadas en la evaluación de flora, procurando abarcar la mayoría del terreno tanto interno como aledaño a estas, con el fin de identificar las especies de aves, mediante el método de conteo por puntos sin radio fijo. Los individuos se identificarán al taxón más bajo posible con la ayuda de guías de campo (Stiles y Skutch 1991). Los recorridos se realizarán entre las 0530 y 0930 horas para registrar especies de aves diurnas y entre las 18:30 y 20:00 horas para registrar aves nocturnas. Lo anterior se alternará con la captura de aves. Se determinará la riqueza (S) de especies de aves presente en cada una de las parcelas, ya que S es la forma más sencilla de medir biodiversidad (Moreno 2000). Captura de aves Para capturar aves, se colocarán 10 redes de niebla de 12 m X 2.5 m, 36 m/m, a una altura de 40 cm del suelo, en un transecto de 1000 m dentro de cada parcela. Las redes permanecieran abiertas durante la mañana, entre 06:00 y las 09:30 horas y durante la tarde, entre las 14:30 y las 17:30 horas, lo que corresponde a los dos picos de mayor actividad de las aves (Ralph et al. 1996). Las redes se revisarán a intervalos de 20 min. Las aves capturadas serán identificadas utilizando guías de campo (Stiles y Skutch 1995). Cada individuo capturado se pesará, se medirán los largos de la envergadura de ala y de cola, y se tomarán los datos de edad y sexo según Ralph et al. (1996). Adicionalmente, se anotará la presencia de heridas, parásitos externos u cualquier otra observación de interés sobre el estado del ave capturada. Diversidad de especies En cada sitio de muestreo se procederá a estimar la diversidad de la comunidad de aves mediante las siguientes medidas de diversidad:

1) Riqueza de especies (s): el número de especies (s) o la riqueza de especies es la medida más simple de medir diversidad (Brower et al. 1989).

2) Índice de Shannon-Wiener (H´): Es uno de los índices más utilizados para medir diversidad (Brower et al. 1989).

Estimación de la abundancia relativa La abundancia relativa (individuos/km recorrido) para la comunidad de aves en cada sitio se estimará mediante el cálculo del número total de individuos dividido por la longitud total de las rutas recorridas (Rivera-Milán 1992). Similitud de la comunidad de aves Para cuantificar la semejanza en la composición de las comunidades de aves en los sitios de muestreo, se aplicará el coeficiente de comunidad (Coeficiente de Jaccard, CCj; Brower et al. 1989). De esta manera, se espera poder comparar las comunidades de aves presentes en las diferentes parcelas seleccionadas.


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Mamíferos terrestres y arborícolas Se anotarán todas aquellas especies de mamíferos terrestres observadas durante los recorridos de observación de aves, esto mediante el método de transecto lineal sin ancho fijo. Los individuos se identificarán al taxón más bajo posible con la ayuda de guías de campo (Reid 1997). Los recorridos para registrar mamíferos terrestres nocturnos serán entre las 18:30 y 20:00 horas. Durante los recorridos diurnos y nocturnos se registrará la presencia de rastros (sonidos, huellas, comederos, excretas, madrigueras) de mamíferos. Anfibios y reptiles Para registrar las especies de anfibios y reptiles, se realizarán recorridos diarios de aproximadamente 6 horas, divididas en 3 diurnas y 3 nocturnas. Para la verificación de las especies se utilizará la técnica de rastreo mediante recorridos en las áreas o parcelas de estudio, áreas abiertas aledañas, donde se realizará una búsqueda intensiva visual y remoción de hojarasca (Miyamoto 1989, Scott 1976), durante períodos de dos a tres horas por la mañana y la noche. Se utilizará la clave de Savage (2000) para identificación de las especies. Dentro de cada sitio de muestreo se anotarán las características de cada hábitat. Para estimar la diversidad y similitud de las especies entre hábitat se utilizarán los índices de Shanon-Weiner (H´) y de Morisita Horn (Heyer 1994, Seber 1982).


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E EQUIPO DEL PROYECTO El establecimiento de las Parcelas Permanentes de Monitoreo se desarrollará bajo el modelo de administración de proyecto, bajo la responsabilidad del Coordinador de Investigación del CCT (Olivier Chassot) y el apoyo permanente del Gerente de la RBBNM (Carlos Hernández), manteniendo una comunicación constante entre ellos. Las actividades de campo estarán todas bajo la responsabilidad directa del Coordinador de Campo (Vladimir Jiménez), el cual beneficiará de los servicios de un biólogo contratado (Marlon Salazar) para encargarse del inventario y monitoreo de fauna (mamíferos terrestres, anfibios, reptiles y aves). Las actividades de identificación taxonómica especializadas se realizarán en colaboración con especialistas del Instituto de Investigación y Servicios Forestales (INISEFOR, Víctor Meza y Gustavo Hernández), con apoyo puntual del Área de Conservación Arenal Tempisque (ACAT-MINAE) y del Instituto Nacional de Biodiversidad cuando sea requerido. La labor de evaluación de la estructura de la comunidad de suelo en las PPM y otros sitios aledaños será realizada por el Dr. Bill Eaton (Peninsula College). Diferentes funcionarios de la RBBNM, formando parte del equipo del Programa de Investigación de la RBBNM y del personal de Protección y Vigilancia participarán también en las actividades del proyecto.

Personal Estatus Labores a cumplir Responsabilidad

Olivier Chassot Director de Investigación CCT

Administración de proyecto, búsqueda de fondos, contratación administrativa, compra de equipo y materiales, análisis de datos, coordinación de publicación, relaciones con los diferentes interesados

Culminación exitosa del proyecto según el cronograma, productos y presupuesto aprobados

Carlos Hernández

Gerente de ASP CCT

Supervisión de las labores en la RBBNM, análisis de datos

Gestión de los recursos humanos en la RBBNM

Vladimir Jiménez Departamento SIG CCT

Coordinación del trabajo de campo, diseño y levantamiento topográfico y mapeo de las PPM, inventario forestal, análisis de datos

Coordinación del trabajo de campo

Marlon Salazar Consultor

Inventario biológico de aves, mamíferos terrestres, anfibios y reptiles, descripción generalizada, análisis de datos.

Inventario biológico

Víctor Meza & INISEFOR / Diseño y establecimiento Manejo de las PPM


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Gustavo Hernández

UNA de las PPM, inventario forestal, monitoreo y análisis de datos

Bill Eaton Peninsula College

Evaluación de la estructura de la comunidad de suelo, análisis de datos

Estructura de la comunidad de suelo

Tania Brenes Instituto Smithsonian

Evaluación del potencial de fijación de carbono, impactos del cambio climático en la composición de especies forestales en zonas de vida, análisis de datos

Fijación de carbono, composición de especies forestales en zonas de vida

Yoryineth Méndez

Encargada Investigación RBBNM CCT

Inventario biológico de fauna terrestre, aves, anfibios y reptiles, coordinación con el levantamiento de la información de campo, instalación y manejo de las estaciones meteorológicas

Participación en los inventarios, administración de estaciones meteorológicas

Cristián Mena Asistente Investigación RBBNM CCT

Apoyo en las actividades de inventario y manejo de las estaciones biológicas

Participación en los inventarios, administración de estaciones meteorológicas

Personal de campo

Funcionarios de la RBBNM

Apoyo en el levantamiento de información de campo y análisis de datos

Trabajo de campo, aprendizaje de técnicas de campo, asistencia en los inventarios

Taxónomos ACAT INBio

Identificación y descripción de especies, análisis de datos

Identificación taxonómica

Se establecerá un Equipo Asesor con especialistas en bosque de neblina, climatología, cambio climático, ornitología, herpetología, entomología, monitoreo y otros temas relacionados con el proyecto, con el fin de aportar asesoría específica al proyecto de establecimiento de PPM.


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Figura 4: Organigrama para la gestión de recursos humanos


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ANEXO 1 PRESUPUESTO

Presupuesto para la implementación del proyecto, 12 meses (US$)

Item Costo unitario Costo mensual Coeficiente Costo proyecto Salarios y honorarios Coordinador de campo 1,200.00

+ cargas sociales 12 14,400.00

+ cargas sociales Consultor 1,200.00 12 14,400.00 Estaciones meteorológicas 4,000.00 5 20,000.00 Material y equipo PPM 1 3,915.00 1 2,475.00 Material y equipo PPM 2-6 520.00 5 2,600.00 Alojamiento Coordinador 10.00 200.00 12 2,400.00 Alojamiento Consultor 10.00 200.00 12 2,400.00 Alojamiento Coordinador CCT 10.00 50.00 12 600.00 Alimentación Coordinador 22.00 440.00 12 5,280.00 Alimentación Consultor 22.00 440.00 12 5,280.00 Alimentación Coordinador CCT 22.00 110.00 12 1,320.00 Transporte 250.00 12 3,000.00 Papelería y material oficina 80.00 12 960.00 Subtotal 76,555.00 Costo administrativo (15%) 11,483.00 TOTAL 88,038.00


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Lista de equipo y materiales necesarios para establecer una parcela de 1 ha (US$)

Item Costo unitario Coeficiente Costo proyecto Cintas métricas de 50 m 50.00 2 100.00 Brújula 40.00 1 40.00 Unidades de cintas flagging 2.00 6 12.00 Unidad de GPS 450.00 1 450.00 Estacas de PVC 2’ x 150 cm 5.00 4 20.00 Estacas de PVC 1’50 x 100 cm 2.25 32 72.00 Estacas de PVC 1’ x 100 cm 1.70 85 144.50 Tapas de PVC de 2’ 0.70 4 2.80 Tapas de PVC de 1’50 0.50 32 16.00 Tapas de PVC de 1’ 0.40 85 34.00 Pala 30.00 1 30.00 Machete 10.00 1 10.00 Marcadores resistentes al agua 10.00 1 10.00 Cintas diamétricas fibra vidrio 50.00 2 100.00 Clinometro 150.00 1 150.00 Placas de alumínio (400) 60.00 1 60.00 Kilo de clavos de 2’ 4.00 1 4.00 Martillos 10.00 2 20.00 Latas de pintura fosforescente 7.00 10 70.00 Caja de tizas blancas 5.00 2 10.00 Placas aluminio / cobre (500) 50.00 1 50.00 Libreta de campo 15.00 1 15.00 Binoculares 500.00 1 500.00 Lupa entomológica bolsillo 60.00 1 60.00 Botiquín primeros auxilios 55.00 1 55.00 Walkie-talkie 160.00 1 160.00 Baterías recargables 10.00 2 20.00 Cargador de baterías 20.00 1 20.00 Focos 30.00 2 60.00 Pesolas 45.00 2 90.00 Bolsas para aves (paquetes) 8.00 25 200.00 Reglas de medición de alas 40.00 2 80.00 Redes de niebla 125.00 10 1,250.00 TOTAL 3,915.30


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Lista de equipo y materiales necesarios para establecer las siguientes parcelas de 1 ha (US$)

Item Costo unitario Coeficiente Costo proyecto Unidades de cintas flagging 2.00 6 12.00 Estacas de PVC 2’ x 150 cm 5.00 4 20.00 Estacas de PVC 1’50 x 100 cm 2.25 32 72.00 Estacas de PVC 1’ x 100 cm 1.70 85 144.50 Tapas de PVC de 2’ 0.70 4 2.80 Tapas de PVC de 1’50 0.50 32 16.00 Tapas de PVC de 1’ 0.40 85 34.00 Marcadores resistentes al agua 10.00 1 10.00 Placas de alumínio (400) 60.00 1 60.00 Kilo de clavos de 2’ 4.00 1 4.00 Latas de pintura fosforescente 7.00 10 70.00 Caja de tizas blancas 5.00 2 10.00 Placas aluminio / cobre (500) 50.00 1 50.00 Libreta de campo 15.00 1 15.00 TOTAL 520.30 Presupuesto para el seguimiento del proyecto, anual (US$)

Item Costo unitario Costo mensual Coeficiente Costo proyecto Salarios y honorarios Coordinador de campo 1,200.00

+ cargas sociales 3 3,600.00

+ cargas sociales Consultor 1,200.00 3 3,600.00 Mantenimiento estaciones 200.00 6 1,200.00 Mantenimiento parcelas 100.00 6 600.00 Alojamiento Coordinador 10.00 200.00 3 600.00 Alojamiento Consultor 10.00 200.00 3 600.00 Alojamiento Coordinador CCT 10.00 50.00 3 150.00 Alimentación Coordinador 22.00 440.00 3 1,320.00 Alimentación Consultor 22.00 440.00 3 1,320.00 Alimentación Coordinador CCT 22.00 110.00 3 330.00 Transporte 250.00 3 750.00 Papelería y material oficina 80.00 3 240.00 Subtotal 14,310.00 Costo administrativo (15%) 2,147.00 TOTAL 16,457.00

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