Climatic and edaphic controls over tropical forest diversity and vegetation carbon storage

Abstract

Tropical rainforests harbor exceptionally high biodiversity and store large amounts of carbon in vegetation biomass. However, regional variation in plant species richness and vegetation carbon stock can be substantial, and may be related to the heterogeneity of topoedaphic properties. Therefore, aboveground vegetation carbon storage typically differs between geographic forest regions in association with the locally dominant plant functional group. A better understanding of the underlying factors controlling tropical forest diversity and vegetation carbon storage could be critical for predicting tropical carbon sink strength in response to projected climate change. Based on regionally replicated 1-ha forest inventory plots established in a region of high geomorphological heterogeneity we investigated how climatic and edaphic factors affect tropical forest diversity and vegetation carbon storage. Plant species richness (of all living stems >10 cm in diameter) ranged from 69 to 127 ha−1 and vegetation carbon storage ranged from 114 to 200 t ha−1. While plant species richness was controlled by climate and soil water availability, vegetation carbon storage was strongly related to wood density and soil phosphorus availability. Results suggest that local heterogeneity in resource availability and plant functional composition should be considered to improve projections of tropical forest ecosystem functioning under future scenarios.

Las selvas tropicales albergan una biodiversidad excepcionalmente alta y almacenan grandes cantidades de carbono en la biomasa de la vegetación. Sin embargo, la variación regional en la riqueza de especies de plantas y las existencias de carbono de la vegetación puede ser sustancial y puede estar relacionada con la heterogeneidad de las propiedades topoedáficas. Por lo tanto, el almacenamiento de carbono de la vegetación aérea normalmente difiere entre las regiones forestales geográficas en asociación con el grupo funcional de plantas localmente dominante. Una mejor comprensión de los factores subyacentes que controlan la diversidad de los bosques tropicales y el almacenamiento de carbono de la vegetación podría ser fundamental para predecir la fuerza de los sumideros de carbono tropical en respuesta al cambio climático proyectado. Con base en parcelas de inventario forestal de 1 ha replicadas regionalmente establecidas en una región de alta heterogeneidad geomorfológica, investigamos cómo los factores climáticos y edáficos afectan la diversidad de los bosques tropicales y el almacenamiento de carbono de la vegetación. La riqueza de especies de plantas (de todos los tallos vivos> 10 cm de diámetro) varió de 69 a 127 ha - 1 y el almacenamiento de carbono de la vegetación varió de 114 a 200 t ha - 1. Si bien la riqueza de especies de plantas estuvo controlada por el clima y la disponibilidad de agua del suelo, la vegetación El almacenamiento de carbono estaba fuertemente relacionado con la densidad de la madera y la disponibilidad de fósforo en el suelo. Los resultados sugieren que se debe considerar la heterogeneidad local en la disponibilidad de recursos y la composición funcional de las plantas para mejorar las proyecciones del funcionamiento del ecosistema forestal tropical en escenarios futuros.