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Keywords:

  • carbon balance;
  • carbon cycle;
  • carbon sequestration;
  • lianas;
  • tree growth;
  • tree mortality;
  • tropical forests

Abstract

Mature tropical forests sequester large quantities of atmospheric CO2, which they store as plant biomass. These forests are changing however, including an increase in liana abundance and biomass over recent decades in Neotropical forests. We ask here how this increase in lianas might impact the tropical forest carbon cycle and their capacity for carbon storage and sequestration. Lianas reduce tree growth, survival, and leaf productivity; however, lianas also invest significantly in leaf production, and the increase in lianas could conceivably offset liana-induced reductions in tree canopy productivity with no adverse effects to the forest-level canopy productivity. By contrast, lianas decrease the total ecosystem uptake of carbon by reducing tree biomass productivity. Lianas themselves invest little in woody biomass, and store and sequester only a small proportion of the biomass in tropical forests. As lianas increase they may effectively displace trees, but the greater liana carbon stocks are unlikely to compensate for liana-induced losses in net carbon sequestration and storage by trees. A potentially important additional consideration is the impact of lianas on the tree community. By competing more intensely with shade-tolerant, more densely wooded trees than with fast-growing, light-wooded trees, lianas may shift tree composition toward faster-growing species, which store relatively little carbon, and thereby further reduce the carbon storage capacity of tropical forests. Overall, current evidence indicates that the increase in lianas will negatively impact the carbon balance of tropical forests, with potentially far-reaching consequences for global atmospheric CO2 levels and associated climate change.

Resumen

Los bosques tropicales maduros secuestran grandes cantidades de CO2 atmosférico, el cual se almacena en forma de biomasa vegetal. Estos bosques están cambiando; el número de lianas y su biomasa, incluyendo el aumentado en abundancia y biomasa de las lianas en las últimas décadas en los bosques neotropicales. Nos preguntamos entonces cómo el aumento de las lianas podría afectar el ciclo del carbono de los bosques tropicales y su capacidad para secuestrar y almacenar carbono. Las lianas reducen el crecimiento de los árboles, disminuyen su supervivencia y productividad foliar; sin embargo, las lianas también invierten de manera significativa en la producción de hojas, por lo que el aumento de las lianas podría posiblemente compensar la reducción inducida por estas en la productividad del dosel arbóreo sin efectos adversos en la productividad a nivel del dosel forestal. Por el contrario, las lianas disminuyen la absorción total de carbono de los ecosistemas mediante la reducción en la producción de biomasa de los árboles. Las lianas invierten poco en biomasa leñosa y almacenan y secuestran sólo una pequeña proporción de biomasa en los bosques tropicales. A medida que las lianas aumentan en los bosques tropicales, éstas podrían desplazar a los árboles y es poco probable que poblaciones más abundantes de lianas compensen las pérdidas inducidas por si mismas en el secuestro neto de carbono y almacenamiento de los árboles. Una consideración adicional potencialmente importante es el impacto de las lianas en la comunidad de árboles. Al competir más intensamente con árboles que toleran la sombra, y con madera más densa, respecto a árboles de crecimiento rápido y con madera menos densa, las lianas pueden modificar la composición de las especies de árboles favoreciendo a especies de crecimiento más rápido, que almacenan relativamente menos carbono, y por lo tanto, se reduce aún más la capacidad de almacenamiento de carbono de los bosques tropicales. En general, las últimas evidencias indican que el aumento de las lianas tendrá un impacto negativo en el balance de carbono de los bosques tropicales con consecuencias de gran alcance para los niveles globales de CO2 en la atmósfera y el cambio climático asociado.