Successional dynamics of phytomass and nutrients in successional plots of a paramo agroecosystem

Authors

Keywords:

fitomasa, nutrientes, sucesión, relación biomasa aérea/subterránea, páramo, Andes

Abstract

In some areas of the Venezuelan paramos (3000-3800 m) a long fallow agriculture system is practised, which alternates long fallow periods of 5 to more than 10 years with short crop periods (1 to 3 years). During the fallow phase a secondary succession take place, allowing a progressive reestablishment of the paramo natural vegetation. The phytomass cumulated during the succession is used as a green manure when the plots are cultivate again. In this study, the successional and seasonal changes of the above and belowground phytomass and of the C and plant nutrients are analysed in plots with 1, 3, 6 and 12 years in fallow after potato cultivation. Several soil physic-chemical properties are also analysed in the same plots (texture, pH, C, N and exchangeable bases). The results show that during the succession there are not significant changes in any of these soil properties, but a lineal increase in the total phytomass and plant nutrients. This increase take place because of the augmentation of the aboveground biomass, though the belowground biomass remains the same during the succession. As a consequence there is a progressive transformation from a predominantly belowground system to a more aerial system, as is showed by the aboveground/belowground ratio, which pass from 0.25 during the first year of succession to almost 4 after 12 years. Clear successional trends in the concentration of plant nutrients are also observed, with a decrease in N and P and an increase in Ca and K. Based on the results, possible successional mechanisms are proposed. For example, a system that becomes progressively more aerial implies that the species would be more efficient in the uptake and/or utilisation of water and nutrients as succession proceeds, requiring fewer roots per unit of biomass.

Downloads

Download data is not yet available.

References

ABADIN, J., S. GONZALEZ-PRIETO, L. SARMIENTO, M.C. VILLAR y T. CARBALLAS. 2002. Successional dynamics of soil characteristics in a long fallow agricultural system of the high tropical Andes. Soil Biology and Biochemistry 34(11): 1739-1748. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(02)00161-X

ALLEN, S. 1990. Chemical analysis of ecological materials. Blackwell Scientific Publications. Oxford.

ARANGUREN, A. y M. MONASTERIO. 1997. Aspectos de la dinámica del nitrógeno en parcelas con diferente tiempo de descanso en el Páramo de Gavidia (Andes Venezolanos). Pp. 171-181, in Liberman, M. y C. Baied (eds): Desarrollo sostenible en Ecosistemas de Montaña: Manejo de áreas frágiles en los Andes. Universidad de las Naciones Unidas, La Paz.

BERBESI, N. 1990. Estrategias de asignación de biomasa y nutrientes en plantas del páramo Andino, en un gradiente sucesional y sus variaciones estacionales. Tesis de grado. Departamento de Biología. Facultad de Ciencias. Universidad de los Andes. Mérida. Venezuela.

FERWERDA, W. 1987. The influence of potato cultivation on the natural bunchgrass paramo in the Colombian Cordillera Oriental. Internal Report No. 220. Hugo de Vries Laboratory. Department of Palynology and Palaeo/ Actuo-Ecology. University of Amsterdam.

GLEESON, S. y D. TILMAN. 1990. Allocation and the transient dynamics of succession on poor soils. Ecology 71: 1144-1155. https://doi.org/10.2307/1937382

HALPERN, CH. 1989. Early successional patterns of forest species : interactions of life history traits and disturbance. Ecology 70: 704-720. https://doi.org/10.2307/1940221

HERVE, D. 1994. Respuesta de los componentes de la fertilidad del suelo a la duración del descanso. Pp. 155- 169, in Hervé, D., D. Genin y G. Riviere (eds.): Dinámicas del descanso de la tierra en los Andes. La Paz: IBTA-ORSTOM.

HOFSTEDE, R. y A. ROSSENAAR. 1995. Biomass of grazed, burned, and undisturbed paramo grasslands, Colombia. II. Root mass and above ground :Belowground radio. Artic and Alpine Research 27: 13-18. https://doi.org/10.2307/1552063

HUSTON, M. y T. SMITH. 1987. Plant succession: life history and competition. American Naturalist 130: 168-198. https://doi.org/10.1086/284704

JAIMES, V. y L. SARMIENTO. 2002. Regeneración de la vegetación de páramo después de un disturbio agrícola en la Cordillera Oriental de Colombia. Ecotropicos 15 (1): 61-74.

JAIMES, V. 2000. Estudio ecológico de una sucesión secundaria y recuperación de la fertilidad en un ecosistema de páramo. Tesis de Maestría. Postgrado de Ecología Tropical. Facultad de Ciencias. Universidad de los Andes. Mérida. Venezuela.

LLAMBI, L. D. y L. SARMIENTO. 1998. Biomasa microbiana y otros parámetros edáficos en una sucesión secundaria de los páramos venezolanos. Ecotrópicos 11(1):1-14.

LLAMBI, L D., M. FONTAINE, F. RADA, B. SAUGIER y L. SARMIENTO. 2003. Ecophysiology of dominant plant species during old field succession in a high tropical Andean ecosystem. Artic, Alpine and Antarctic Research: en prensa. https://doi.org/10.1657/1523-0430(2003)035[0447:EODPSD]2.0.CO;2

MARGALEF, R. 1977. Ecología. Ediciones Omega. Barcelona.

MONASTERIO, M. 1980. Las formaciones vegetales de los Páramos de Venezuela. Pp. 93-158, in M. Monasterio (ed.): Estudios ecológicos en los Páramos andinos. Ediciones de la Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela.

MONASTERIO, M. y L. SARMIENTO. 1991. Adaptive radiation of Espeletia in the cold Andean tropics. Trends in Ecology and Evolution 6: 387-391. https://doi.org/10.1016/0169-5347(91)90159-U

MONTILLA, M y M. MONASTERIO. 1987. Análisis estructural de la vegetación en la sucesión-regeneración de ecosistemas y agroecosistemas de páramo. Resumen de la 37 Convención Anual de AsoVAC, Maracaibo, Venezuela.

MONTILLA, M., R.A. HERRERA y M. MONASTERIO. 1992. Micorrizas vesículo-arbusculares en parcelas que se encuentran en sucesión-regeneración en Los Andes tropicales. Suelo y Planta 2(1):59-70.

MONTILLA, M., R.A. HERRERA-PERAZA y M. MONASTERIO. 2002. Influencia de los períodos de descanso sobre la distribución vertical de raíces, micorrizas arbusculares y pelos radicales en páramos andinos venezolanos. Ecotrópicos 15 (1): 85-98.

MORENO, C. y L.E. MORA-OSEJO. 1994. Estudio de los agroecosistemas de la región de Sabaneque (Municipio de Tusa, Cundinamarca) y algunos de sus efectos sobre la vegetación y el suelo. Pp. 563-581, in Mora-Osejo, L.E. y Sturm, H. (eds.): Estudios Ecológicos del Páramo y el Bosque Altoandino Cordillera Oriental de Colombia. ACCEFN. Colección J. A. Lleras. No. 6. Bogotá.

ODUM, E. 1969. The strategy of ecosystem development. Science 164: 262-270. https://doi.org/10.1126/science.164.3877.262

PORRMANN, J. y W. LÜDTKE. 1988. Breve análisis de la historia de una parcela bajo uso tradicional en Gavidia y aspectos geoecológicos de la regeneración de la vegetación natural. Monografía. Facultad de Ciencias, Universidad de los Andes. Mérida, Venezuela.

SARMIENTO, L., M. MONASTERIO y M. MONTILLA. 1993. Ecological bases, sustainability, and current trends in traditional agriculture in the Venezuelan high Andes. Mountain Research and Development 13: 167-176. https://doi.org/10.2307/3673634

SARMIENTO, L y P. BOTTNER. 2002. Carbon and nitrogen dynamics in two soils with different fallow times in the high tropical Andes: indications for fertility restoration. Applied Soil Ecology 19: 79-89. https://doi.org/10.1016/S0929-1393(01)00178-0

SARMIENTO, L., L.D. LLAMBI, A. ESCALONA y N. MARQUEZ. 2003. Vegetation patterns, regeneration rates and divergence in an old-field succession in the high tropical Andes. Plant Ecology 166: 63-74. https://doi.org/10.1023/A:1023262724696

SMITH, J. y L. KLINGER 1985. Aboveground:belowground phytomass ratios in Venezuelan paramo vegetation and their significance. Arctic and Alpine Research 17: 189- 198. https://doi.org/10.1080/00040851.1985.12004464

TILMAN, D. y D. WEDIN. 1991. Dynamics of nitrogen competition between successional grasses. Ecology 72: 1038-1049. https://doi.org/10.2307/1940604

Downloads

Published

06/30/2025

Issue

Section

Research articles

How to Cite

Successional dynamics of phytomass and nutrients in successional plots of a paramo agroecosystem. (2025). Ecotropicos, 15(1), 75-84. https://ecotropicos.svecologia.org/index.php/home/article/view/163

Similar Articles

1-10 of 86

You may also start an advanced similarity search for this article.