Sunday, March 4, 2007

Shade-coffee and its use as a wildlife management tool: the case of Puerto Rico

©Leopoldo Miranda-Castro

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Coffee beans for the universally popular drink are cultivated in more than 80 tropical countries around the world. With over $150 billion in retail sales a year and providing a livelihood for more than 100 million people around the world, coffee is the second most valuable trade commodity after petroleum (Ramirez-Vallejo 2002). Sustainability of the coffee industry is critical due to its’ large environmental footprint and because it provides the main source of exports and foreign exchange earnings for many countries particularly for those in the least developed group.

There are two basic types of coffee plantations namely shade-grown and sun-grown coffee. In shade-grown plantations, coffee plants grow under the shading canopy of larger trees. Most shading trees are native species commonly found in surrounding natural forests, providing important habitat for wildlife, protecting soils and water resources (e.g., Wetmore 1916; Beehler et al. 1987; Greenberg 1994; Wunderle and Latta 1996; Greenberg et al. 1997a,b). In fact, current scientific literature supports this argument and indicates that these plantations are a very important tool for the management of natural reserves and wildlife populations around the world (Brach 1987, Oldfield 1988, Perfecto et al. 1996, Miranda-Castro 2004).


On the other hand, “sun coffee” plantations are a monoculture of coffee trees where, in order to increase production, the natural shading canopy is eliminated exposing the coffee plants to full sun light. These plantations do not support native forest trees and wildlife species as traditional shaded coffee plantations do (Borrero 1986, Wunderle and Latta 1996, Greenberg et al. 1997a). Sun coffee plantations require higher inputs of fertilizers and pesticides (Greenberg 1994, Vannini 1994, Rice and Ward 1996, USDA 2004).

Shade coffee plantations have played a critical role in protecting biodiversity. In Puerto Rico, coffee plantations served as refugia for wild plant and animal species that otherwise would have gone extinct due to the high rate of deforestation (Brash 1987); and are also considered a very important tool for the management of natural reserves and wildlife populations (Oldfield 1988, Miranda-Castro 2004). Now, it is believed that shade coffee has a similar or even more important role for natural resource management and conservation. With the ever-increasing human population and associated development and the fact that coffee is a very important agricultural crop in Puerto Rico and Hawaii these plantations are a vital component of any conservation initiative in these small tropical islands (Miranda-Castro 2004).

In order to protect native and endemic wildlife, government and private agencies have proposed biological corridors between existing protected areas in the central mountains of Puerto Rico. Some of the target species are the PR Parrot (Amazona vitatta), the PR Boa (Epicrates inornatus), and the Elfin-woods warbler (Dendroica angelae).

In future blogs, I will analyze to what extent these corridors could be established by restoring and protecting the native shading canopy of existing sun coffee plantations.


Images:
The first image is a typical shade coffee plantation in Puerto Rico. In this image you can see the coffee plants blooming under the shading canopy of native trees. Photo ©Leopoldo Miranda-Castro.

The second image is a recently destroyed shade coffee plantation that was replaced by a "sun coffee" plantation in Yauco Puerto Rico. See the slope of these hills. Where do you think all the sediment will end up?. Photo ©Leopoldo Miranda-Castro.

Some question to spark discussion:


  • What do you think about all of this?
  • Is it possible to have agricultural production and environmental conservation at the same time?



Literature cited:
Beehler, B. M., S. R. Krishna Raju, and S. Ali. 1987. Avian use of man-disturbed habitats in the Eastern Ghats, India. Ibis 129:197-211.

Borrero, J. I. 1986. La substitucion de cafetales de sombrio por caturrales y su efecto negativo sobre la fauna de vertebrados. Caldasia 15:725-732.

Brash, A. R. 1987. The history of avian extinction and forest conversion on Puerto Rico. Biological Conservation 39: 97-111.

Greenberg, R. 1994. Coffee and birds. Smithson. Mag. 25(11):24-27.

Greenberg, R., P. Bichier, A. Cruz Angon, and R. Reitsma. 1997a. Bird populations in shade and sun coffee plantations in Central Guatemala. Conserv. Biol. 11:448-459.

Greenberg, R., P. Bichier, and J. Sterling. 1997b. Bird populations in rustic and planted shade coffee plantations in eastern Chiapas, Mexico. Biotropica 29:501-514.

Miranda-Castro, L. 2004. Restoring Tropical Environments, or is that coffee shade grown? Fish & Wildlife News, Spring 2004: 16.

Oldfield, S. 1988. Buffer zone management in tropical moist forests. Case studies and guidelines. International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, Gland, Switzerland

Perfecto, I., R. A. Rice, R. Greenberg, and M. E. Van Der Voort. 1996. Shade coffee: a disappearing refuge for biodiversity. Bioscience 46: 598-608.

Ramirez-Vallejo, J. 2002. A break for coffee. Foreign Policy 132: 26-27.

Rice, R. A. and J. R. Ward. 1996. Coffee, conservation, and commerce in the western hemisphere. Smithsonian Migratory Bird Center, Washington, D.C.

USDA National Agricultural Statistics Service. 2004. COFFEE: Number of farms, acreage, yield, marketings, price, and value. Biannual report December 2004 Honolulu, HI.

Vannini, J. P. 1994. Nearctic avian migrants in coffee plantations and forest fragments of south-western Guatemala. Bird Conserv. Int. 4:209-232.

Wetmore, A. 1916. Birds of Porto Rico. U.S. Dept. of Agric. Bull. No. 326.

Wunderle, J. M., JR., and S.C. Latta. 1996. Avian abundance in sun and shade coffee plantations and remnant pine forest in the Cordillera Central, Dominican Republic. Ornitol. Neotrop. 7:19-34.

7 comments:

Rafy Rodriguez said...

Hola Leo:

tienes idea del status actual de la industria del cafe en geneal en PR?
Cual es su futuro?
Que porciento del cafe es de sol y que porciento de sombra?

Leo said...

Rafy, Gracias por las preguntas. En general la industria del cafe en la isla esta muy degradada y se encuentra en niveles poco sostenibles tanto a nivel economico como ecologico. Me explico, los costos de produccion son sumamente altos, la isla no puede competir con otros mercados basados en precio. La unica alternativa es competir por medio de calidad. Esta calidad se puede lograr de forma sustentable por medio de la produccion de cafe bajo sombra.

Segun lo que he podido investigar Por muchos años, el café ha sido el producto agrícola de mayor importancia en la Cordillera Central de Puerto Rico. A pesar de ser una cosecha tradicional, el café es la rama que mayor aportación hace al ingreso bruto agrícola de Puerto Rico. Para el 1998 este producto produjo el 24.6% ($55,359,239) del total vendido de productos agrarios. Ese cultivo no solo es el de mayor importancia económica sino que es el que más área agrícola cubre. Actualmente, existen unas 80,000 cuerdas cultivadas en café. De estas yo estimo que menos del 20% aun tienen sombra permanente.

Creo que el futuro de la industria deber ser que se mueva a una economicamente sustentable. La unica alternativa que you veo que podria ser exitosa es la de la produccion ecologica de cafe bajo la sombra.

Estas preguntas son clave. Voy a ver si escribo algo mas completo y mas organizado al respecto.

Jorge said...

Hola Leo!. Como sabes, represento una organización sin fines de lucro que lleva 4 años apoyando al Servicio de Pesca y Vida Silvestre en Puerto Rico. Producimos árboles forestales para establecer sombra en el café al sol y brindamos asistencia técnica para promover y certificar las practicas con los dueños de fincas.

Con la experiencia adquirida en estos años y considerando la profundidad a la que podríamos llegar después de leer la excelente presentación de tu Blog, me gustaría lanzar una pregunta relacionada con tu propuesta de tema respecto a si es posible conservar y producir.

Aunque tengo fe en que el café de sombra podría ser parte de la solución a la problemática agrícola en Puerto Rico, creo que como biólogos debemos matizar cuando hablamos de conservación.

Me explico, el cultivo de café con o sin sombra, representa un impacto al bosque subtropical humedo. En los 40s en Puerto Rico el bosque se descremó, es decir, se cortaron todas las especies forestales excepto aquellas que fueran buenas para la sombra o para usarlas como productos maderables. Resultado: aunque se tiene un cafetal con estructura de bosque, la composición de especies arboreas cambio de 50 a 1 ó 2; estableciendose rodales monoespecíficos (muy vulnerables a tormentas y huracanes).

Cuando sembramos sombra en un cafetal al sol, hasta ahora sólo hemos utilizado especies nativas que son atractivas al agricultor (guaba, moca, guamá)aunque para la vida silvestre hay decenas de especies adicionales que podríamos utilizar. Impacto: Hemos mejorado la estructura forestal forestal, pero la diversidad de especies sólo cambio de 0 a 3 ó 4.

Pregunta: Estamos conservando tratando de mantener un equilibrio entre producción de café y conservación de la biodiversidad? o simplemente estamos mejorando las condiciones de hábitat en una forma que sea atractiva al productor.

Pienso que con las especies que sembramos mejoramos el habitat de aves pero no así el habitat de anfibios y comunidades del suelo.

De hecho, los cafetales a la sombra atraen un mayor numero de aves que los bosques, y muchas de estas aves depredan anfibios y reptiles.

Leo said...

Jorge,

Gracias por tu comentario.

Definitivamente traes muy buenos puntos. Como dices, el cultivo de café con o sin sombra, representa un impacto al bosque natural. De esto no hay duda y es un impacto real. Por eso es que no recomiendo, que en la isla se creen nuevos cafetales en areas de bosque natural. Lo que yo propongo, y estare expandiendo luego, es que se restauren cafetales al sol ya existentes a cafetales bajo sombra de arboles nativos.

Claro, la diversidad de arboles de sombra es muy limitada. Especialmente en esta etapa que considero "pionera". Eventualmente creo como tu que hay que trabajar mas en aumentar la diversidad de arboles de sombra para que se asemejen aun mas a los bosques naturales.

Es muy cierto que ahora usamos especies nativas que son atractivas al agricultor (guaba, moca, guamá, capa prieto, etc.). Aunque para la vida silvestre hay muchas otras especies que podríamos utilizar, hay que reconocer que estos cafetales son sistemas alterados y que son manejados por dueños de tierras privadas tratando de tener un ingreso economico agricola.

Tus preguntas son: "Estamos conservando tratando de mantener un equilibrio entre producción de café y conservación de la biodiversidad?"

Definitivamente!

"o simplemente estamos mejorando las condiciones de hábitat en una forma que sea atractiva al productor?"

En mi opinion creo que aun estamos en la etapa de crear un habitat para la vida silvestre de forma que sea atractiva y adoptada por los agricultores de forma voluntaria y sustentable. Al mismo tiempo creo que la meta principal es mantener un equilibrio entre producción de café y conservación. No solo de la vida silvestre pero de todo el agro-ecosistema incluyendo los suelos y el agua. Si no es de esta forma, no creo que seamos exitosos. Claro, mientras mas diversidad de arboles tengamos, mucho mejor habitat crearemos.

En cuanto a la diversidad de anfibios y reptiles en estos cafetales creo que hacen falta mas estudios similares a los de las aves. Si las aves comen estos anfibios y reptiles, bueno, creo que eso puede ser un indicio de que el agro-ecosistema esta trabajando. Nuevamente, creo que seria bueno hacer este tipo de evaluaciones.

Que crees?

Jorge A. said...

Disculpa el tiempo que me ha tomado responder. Respecto a tus comentarios creo que coincidimos en casi todo. Respecto a la presión en poblaciones locales, últimamente me ha preocupado la teoría del impacto medio. Como sabes esta teoría habla de que un incremento súbito de biodiversidad en un ecosistema en transición, puede ocasionar un incremento inesperado en las tasas de depredación.

En principio, podría pensarse que un incremento en la tasa de depredación de anfibios y reptiles es un beneficio inmediato a consecuencia de las prácticas de reforestación. Sobre el particular pienso que la única forma de comprobarlo sería mediante estudios de población que demuestren que la tasa de depredación no supera la tasa de reproducción de las presas.

Quiero aclarar que no soy un detractor del establecimiento de sombra al café. Por el contrario, creo que somos, junto con el Servicio de Pesca y Vida Silvestre, uno de los grupos más activos en la materia. Es por esta razón que me preocupa la necesidad de entrar a una segunda fase en donde podamos diseñar prácticas “inteligentes”, que respondan a las condiciones específicas de cada predio. Pero este tema por si mismo, puede requerir un tread nuevo, en tu blog.

Leo said...

Jorge.... Definitivamente, este tipo de estudio es critico para poder hacer un manejo adaptable. Un punto que creo que tambien se debe explorar es la relacion entre los cafetales y los remanentes de bosques naturales. Me explico, que tipo de "mosaico" o proporcion entre cafetales a la sombra y bosques es necesaria para tener el maximo beneficio mutuo?

Anonymous said...

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