ENSO and rainfall seasonality affect nutrient exchange in tropical mountain forests

Abstract

Ecohydrological and biogeochemical processes in tropical montane forests canopies are key in the provision of water‐related ecosystem services. However, the sustainability of these services is threatened by environmental change. Climate change in the tropics is suggested to be characterized by an increase in hydrological extremes, with El Niño Southern Oscillations (ENSO) as the main mechanism of climatic variability. For 2 years, we studied the effects of climate variability on a seasonal scale (represented by two phases of the ENSO) on nutrient exchange between rain and the canopy of two types of forests in the central Andes of Colombia. We monitored weekly precipitation, throughfall, and stemflow, and monthly samples of each were taken for nutrient determination in the laboratory. Our results show that forest canopies generally produced nutrient concentration enrichment in throughfall and stemflow, in both wet and dry seasons, with higher values in the Neutral period than in the El Niño period. The two phases of the ENSO did not significantly affect nutrient fluxes through the canopy. In the long term, with interannual climatic variations (seasonality and ENSO phases), the physical, chemical, and biological processes associated with the dynamics of nutrient exchange between rainwater and the canopy can alter the nutrient cycling in the forest. Our results suggest that changes in meteorological conditions such as the increase and intensification of droughts, and increases in the transformation of natural forests, could affect the capacity to regulate functions of tropical montane forests, threatening the provision of ecosystem services associated with water and soil.

Nutrient loss to erosion responds to rain characteristics under transformed landscapes in the Río Grande basin, Colombian Andes

“…These conditions affect both nutrient concentrations and their fluxes in water which reach the soil (Van Stan & Pypker, 2015). In the oak forest of the present study, Suescún et al (2019) found that throughfall represented 87% total precipitation, while stemflow represented only 0.4%. In both wet and dry seasons, forest canopies produced nutrient concentration enrichment in throughfall and stemflow.…”

Predicción de la erosión del suelo mediante random forest: caso de estudio cuenca río grande, Antioquia

“…En términos ecológicos es una región de interés, ya que el uso del suelo se ve determinado por el desarrollo de actividades económicas como la ganadería de leche, que ha desencadenado la siembra de pasto sobre una extensión significativa de su territorio, sumado a los cultivos de papa, tomate de árbol y algunos productos de pancoger (García-Leoz et al, 2018); por otro lado, la intensificación del recurso hídrico para el aprovechamiento de agua en la generación de energía eléctrica, ya que allí se encuentran los embalses de Quebradona, y Río Grande, los cuales proveen agua potable a cerca de dos millones de habitantes en el Valle de Aburrá (Suescún et al, 2018).…”

Producción y descomposición de hojarasca en un robledal: análisis de determinantes ambientales y la vegetación

“…Por otro lado, con el fin de contar con un registro de la precipitación incidente e interna (esta última es considerada la mayor contribución del flujo de agua que escurre desde las copas de los árboles y alcanza el suelo forestal, y representa entre un 70 y 80 % del total de la precipitación incidente según Suescún et al, 2019), se elaboraron pluviómetros con embudos plásticos de 15 cm de diámetro, conectados por medio de una manguera a un recipiente plástico, que además fue cubierto con una malla fina para impedir que se obstruyera la entrada de agua al recipiente. Para medir la precipitación interna, se instalaron cinco pluviómetros dentro del bosque, cada uno ubicado en el punto central de cada cuadrante "A" de cada uno de los cinco transectos.…”