Reduction of emissions by avoided deforestation in andean high-land tropical forests of Boyacá, Colombia

  • Hernán J. Andrade Grupo de Investigación PROECUT, Facultad de Ingeniería Agronómica, Universidad del Tolima
  • Milena A. Segura Grupo de Investigación PROECUT, Facultad de Ingeniería Forestal, Universidad del Tolima
  • Erika A. Escobar, Ing. Grupo de Investigación PROECUT, Facultad de Ingeniería Forestal, Universidad del Tolima
Keywords: Biomass, carbon stock, climate change, land cover, mitigation, sampling plots


Deforestation and forest degradation, mainly in areas with high carbon density, is one of the most important source of greenhouse gases (GHG). The impact of deforestation on carbon storage in total biomass and its CO2 emissions is analyzed in four land covers in the Santuario de Fauna y Flora Iguaque (SFFI), Boyacá, Colombia. A total of 32 temporal sampling plots (TSP) of 250 m2 was established to measure trees with diameter at breast height (dbh) ³ 10 cm whereas 17 TSP of 36 m2 were established to measure total and stipe height of all frailejones (Espeletia boyacensis Cuatrec, E. tunjana Cuatrec and E. cf. Incana). Above and belowground biomass was estimated with allometric models, whereas carbon was calculated using the 0.47 fraction. The sampling area was proportional to the area of each land cover: open heathlands and moorlands (OMH), dense heathlands and moorlands (DMH), broad-leaved forest with continuous canopy, not on mire (BFCC), natural grassland prevailingly without trees and shrubs (NSWT). BFCC and DMH showed higher carbon storage in biomass (55 and 27 Mg C/ha, respectively). SFFI stored around 135.9 Gg C, from which 25-38 Gg CO2e could be emitted to the atmosphere in the 20 next years if the deforestation rates continue. BFCC and OMH are the covers with the highest potential of CO2 emissions to the atmosphere. Therefore, prioritizing the preservation of these ecosystems by Reducing Emissions from Deforestation and Degradation (REDD+) programs, is a key to counter the effects of climate change and ensure the supply of ecosystemic services that support local communities’ livelihoods.


Download data is not yet available.
Visits to the article summary page: 614


Andrade, H. J.; Segura, M. A.; Canal, D. S.; Sierra, E.; Acuña, L. M.; Perea, M. A.; Arrendondo, J. C.; Rico, C. C. (2020). Conservación de carbono en el Santuario de Fauna y Flora Iguaque, Boyacá, Colombia: estrategia de mitigación al cambio climático. 1a. ed. -- Sello Editorial Universidad del Tolima, 2020. 88 p.

Armenteras, D.; Gast, F.; Villareal, H. (2003). Andean forest fragmentation and the representativeness of protected natural areas in the eastern Andes, Colombia. Biological conservation. 113(2): 245-256. DOI:10.1016/S0006-3207(02)00359-2

Armenteras, D.; Espelta, J. M.; Rodríguez, N.; Retana, J. (2017). Deforestation dynamics and drivers in different forest types in Latin America: Three decades of studies (1980–2010). Global Environmental Change. 46: 139-147. Doi:

Bax, V.; Francesconi, W. (2018). Environmental predictors of forest change: An analysis of natural predisposition to deforestation in the tropical Andes region, Peru. Applied Geography, 91: 99-110. Doi:

Benavides, J. C.; Barbosa, A.; Cardona, M. C.; Moreno, L. M.; Blanco, E.; Rueda, J. (2017). Función de los ecosistemas de páramo y sus motores de degradación. En: Quintero-Vallejo, E.; Benavides, A. M.; Moreno, N.; González-Caro, S. Bosques Andinos, estado actual y retos para su conservación en Antioquia. pp. 137-150. Primera edición. Medellín, Colombia: Fundación Jardín Botánico de Medellín Joaquín Antonio Uribe Programa Bosques Andinos (COSUDE). 542 p.

Cairns, M. A.; Brown, S.; Helmer, E. H.; Baumgardner, G. A. (1997). Root biomass allocation in the world´s upland forest. Oecología. 111, 1-11.

Calbi, M.; Clerici, N.; Borsch, T.; Brokamp, G. (2020). Reconstructing Long Term High Andean Forest Dynamics Using Historical Aerial Imagery: A Case Study in Colombia. Forests. 11(8):788.

Castro-Nunez, A. (2018). Responding to Climate Change in Tropical Countries Emerging from Armed Conflicts: Harnessing Climate Finance, Peacebuilding, and Sustainable Food. Forests. 9, 621.

Castañeda, A.; Montes, C. (2017). Carbono almacenado en páramo andino. Entramado. 13(1): 210-221. Doi:

Cuenca, P.; Arriagada, R.; Echeverría, C. (2016). How much deforestation do protected areas avoid in tropical Andean landscapes? Environmental Science & Policy. 56: 56-66,

Dannecker, C.; Giraldo, V.; Plata, A. (2016). El mercado de carbono en Colombia: elementos de diseño para lograr su eficiencia. [Internet]. Bogotá, Colombia; South Pole Group; [cited 2018 march 26]. Retrieve from:

Duque, A.; Peña, M. A.; Cuesta, F.; González-Caro, S.; Kennedy, P.; Phillips, O. L.; Calderón-Loor, M.; Blundo, C.; Carilla, J.; Cayola, L.; Farfán-Rçios, W.; Fuentes, A.; Grau, R.; Homeier, J.; Loza-Rivera, M. I.; Malhi, Y.; Malizia, A.; Malizia, L.; Martínez-Villa, J. A.; Myers, J. A.; Osinaga-Acosta, O.; Peralvo, O.; Pinto, E.; Saatchi, S.; Silman, M.; Tello, J. S.; Terán-Valdez, K. J. (2021). Mature Andean forests as globally important carbon sinks and future carbon refuges. Nature Communications. 12, 2138. Doi:

Espitia, L.; Herrera, D. (2017). El uso de bonos de carbono en Colombia. [Internet]. Bogotá, Colombia; South Pole Group. Retrieve from:

FAO. (2020). Global Forest Resources Assessment 2020 – Key findings. Rome.

Furumo, P. R.; Lambin, E. F. (2020). Scaling up zero-deforestation initiatives through public-private partnerships: A look inside post-conflict Colombia. Global Environmental Change. 62, 102055.

Galindo, G.; Espejo, O. J.; Ramírez, J. P.; Forero, C.; Valbuena, C. A.; Rubiano, J. C.; Palacios, S.; Lozano, R.; Vargas, K.; Palacios, A.; Franco, C.; Granados, E.; Vergara, L.; Cabrera, E. (2014). Memoria técnica de la cuantificación de la superficie de bosque natural y deforestación a nivel nacional. Actualización Periodo 2012 – 2013. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales – IDEAM, Bogotá D.C., Colombia, p. 1-56.

Houghton, R. A.; Nassikas, A. A. (2017). Global and regional fluxes of carbon from land use and land-cover change 1850-2015. Global Biogeochemical Cycles. 31, 456– 472.

Houghton, R. A.; Nassikas, A. A. (2018) Negative emissions from stopping deforestation and forest degradation, globally. Glob. Change Biol. 24, 350–359.

IDEAM; PNUD; MADS; DNP; Cancillería. (2016). Inventario Nacional y Departamental de Gases Efecto Invernadero-Colombia. Tercera Comunicación Nacional de Cambio Climático. IDEAM, PNUD, MADS, DNP, CANCILLERÍA, FMAM, Bogotá D.C., Colombia: 1-137.

Immerzeel, W. W., Lutz, A. F., Andrade, M.; Bahl, A.; Biemans, H.; Bolch, T.; Hyde, S.; Brumby, S.; Davies, B. J.; Elmore, A. C.; Emmer, A.; Feng. M.; Fernández, A.; Haritashya, U.; Kargel, J. S.; Koppes, M.; Kraaijenbrink, P. D. A.; Kulkarni, A.V.; Mayewski, P. A.; Nepal, S.; Pacheco, P.; Painter, T. H.; Pellicciotti, F.; Rajaram, H.; Rupper, S.; Sinisalo, A.; Shrestha, A. B.; Viviroli, D.; Wada, Y.; Xiao, C.; Yao, T.; Baillie, J. E. M. (2020). Importance and vulnerability of the world’s water towers. Nature. 577, 364–369

Jaramillo, A. M. (2014). Modelos alométricos para estimar biomasa aérea del frailejón (Espeletia hartwegiana Cuatrecasas) del páramo de Anaime, Cajamarca, Tolima, Colombia. Tesis de pregrado. Universidad del Tolima, Ibagué, Tolima.

Laura, C. T.; Darmawan, A. (2020). Monitoring agroforestry for REDD+ implementation using remote sensing data and geographic information system: A case study of Repong Damar, Pesisir Barat Lampung. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 538 012015

Navarrete, D.; Sitch, S.; Aragão, L.; Pedroni, L.; Duque, A. (2016). Conversion from forests to pastures in the Colombian Amazon leads to differences in dead wood dynamics depending on land management practices. Journal Environ Manag. 171: 42-51. DOI: 10.1016/j.jenvman.2016.01.037

Neeff, T. (2021). What is the risk of overestimating emission reductions from forests – and what can be done about it?. Climatic Change 166, 26. Doi:

Olofsson, P.; Arévalo, P.; Espejo, A. B.; Green, C.; Lindquist, E.; McRoberts, R. E.; Sanz, M. J. (2020). Mitigating the effects of omission errors on area and area change estimates. Remote Sensing of Environment. 236, 111492,

Peña, E.; Zúñiga, O.; Peña, J. (2011). Accounting the carbon storage in disturbed and non-disturbed tropical andean ecosystems. Planet Earth 2011 – Global Warming Challenges and Opportunities for Policy and Practice. 123-140. DOI: 10.5772/23515

Peña, M. A.; Duque, A. (2017). Determinantes de la dinámica de la biomasa aérea en bosques del departamento de Antioquia, Colombia. En: Quintero-Vallejo, E.; Benavides, A. M.; Moreno, N.; González-Caro, S. Bosques Andinos, estado actual y retos para su conservación en Antioquia. pp. 121-135. Primera edición. Medellín, Colombia: Fundación Jardín Botánico de Medellín Joaquín Antonio Uribe Programa Bosques Andinos (COSUDE). 542 p.

Perea-Ardila, M. A; Andrade-Castañeda, H. J.; Segura-Madrigal, M. A. (2021). Estimación de biomasa aérea y carbono con Teledetección en bosques alto-Andinos de Boyacá, Colombia. Estudio de caso: Santuario de Fauna y Flora Iguaque. Revista Cartográfica. 102: 99-123.

Pérez-Escobar, O. A., Cámara-Leret, R., Antonelli, A., Bateman, R., Bellot, S., Chomicki, G., Cleef, A.; Diazgranados, M.; Dodsworth, S.; Jaramillo, C.; Madriñan, S.; Olivares, I.; Zuluaga, A.; Bernal, R. (2018). Mining threatens colombian ecosystems. Science. 359(6383): doi:10.1126/science.aat4849

Phillips, J.; Duque, A.; Scott, C.; Wayson, C.; Galindo, G.; Cabrera, E.; Chave, J.; Peña, M.; Álvarez, E.; Cárdenas, D.; Duivenvoorden, J.; Hildebrand, P.; Stevenson, P.; Ramírez, S.; Yepes, A. (2016). Live aboveground carbon stocks in natural forests of Colombia. For Ecol Manag. 374(15): 119-128. DOI: 10.1016/j.foreco.2016.05.009

Pupo-Roncallo, O.; Campillo, J.; Ingham, D.; Hughes, K.; Pourkashanian, M. (2019). Large scale integration of renewable energy sources (RES) in the future Colombian energy system. Energy. 186, 115805. Doi:

Roe, S.; Streck, C.; Obersteiner, M.; Frank, S.; Griscom, B.; Drouet, L.; Fricko, O.; Gusti, M.; Harris, N.; Hasegawa, T.; Hausfather, Z.; Havlík, P.; House, J.; Nabuurs, G.; Popp, A.; Sanz Sánchez, M. J.; Sanderman, J.; Smith, P.; Stehfest, E.; Lawrence, D. (2019). Contribution of the land sector to a 1.5° C world. Nat. Clim. Change. 9, 817–828.

República de Colombia. (2016). Ley 1819. Diario Oficial No. 50.101 de 29 de diciembre de 2016. Bogotá D.C., Colombia. [cited 2018 march 26]. Retrieve from: Accessed on: 26/03/2018.

Rojas, A. S.; Andrade, H. J.; Segura, M. A. (2018). Los suelos del paisaje alto-andino de Santa Isabel (Tolima, Colombia) ¿Son sumideros de carbono orgánico? Rev. U.D.C.A Act. & Div. Cient. 21(1): 51-59. DOI:10.31910/rudca.v21.n1.2018.662

Schwartzman, S.; Lubowski, R. N.; Pacala, S. W.; Keohane, N. O.; Kerr, S.; Oppenheimer, M.; Hamburg, S. P. (2021). Environmental integrity of emissions reductions depends on scale and systemic changes, not sector of origin. Environ. Res. Lett. 16 091001

Segura, M.; Andrade, H.; Mojica, C. (2019). Estructura, composición florística y almacenamiento de carbono en bosques nativos del páramo de Anaime, Tolima, Colombia. Ciencia Florestal, Santa Maria. 29(1): 157-168. DOI:

Segura-Madrigal, M. A.; Andrade, H. J.; Sierra Ramírez, E. 2020. Diversidad florística y captura de carbono en robledales y pasturas con árboles en Santa Isabel, Tolima, Colombia. Revista de Biología Tropical. 68(2), 383-393. DOI 10.15517/RBT.V68I2.37579

Torres, J.; Mena, V.; Álvarez, E. (2017). Carbono aéreo almacenado en tres bosques del Jardín Botánico del Pacífico, Chocó, Colombia. Entramado. 13(1): 200-209. DOI: 10.18041/entramado.2017v13n1.25110

Valencia, J. B.; Mesa, J.; León, J. G.; Madriñán, S.; Cortés, A. J. (2020). Climate Vulnerability Assessment of the Espeletia Complex on Páramo Sky Islands in the Northern Andes. Front. Ecol. Evol. 24. Doi:

Vergara-Buitrago, P. A. (2020). Estrategias implementadas por el Sistema Nacional de Áreas Protegidas de Colombia para conservar los páramos. Revista de Ciencias Ambientales. 54(1), 167-176. Doi:

WWF-Colombia. (2017). Colombia Viva: un país megadiverso de cara al futuro [Internet]. Cali: WWF-Colombia. [cited 2018 march 26]. Retrieve from:

Yanai, R. D.; Wayson, C.; Lee, D.; Espejo, A. B.; Campbell, J. L.; Green, M. B.; Zukswert, J. M.; Yoffe, S. B.; Aukema, J. E.; Lister, A. J.; Kirchner, J. W.; Gamarra, J. G. P. (2020). Improving uncertainty in forest carbon accounting for REDD+ mitigation efforts. Environ. Res. Lett. 15 124002

Yepes, A.; Sierra, A.; Niño, L.; López, M.; Garay, C.; Vargas, D.; Cabrera, E.; Barbosa, A. (2016). Biomasa y carbono total almacenado en robledales del sur de los Andes Colombianos: Aportes para el enfoque REDD+ a escala de proyectos. Revista de Biología Tropical. 64(1): 399-412.

How to Cite
Andrade, H., Segura, M., & Escobar, E. (2021). Reduction of emissions by avoided deforestation in andean high-land tropical forests of Boyacá, Colombia. Revista De Ciencias Agrícolas, 39(1). Retrieved from