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Keywords:

  • carbon dioxide;
  • climate change;
  • data access;
  • ecophysiology;
  • forest ecology;
  • global change;
  • landscape sampling;
  • monitoring;
  • process modeling;
  • tropical rain forest

ABSTRACT

Because of tropical forests' disproportionate importance for world biodiversity and for the global carbon cycle, we urgently need to understand any effects on these ecosystems from the ongoing changes in climate and atmosphere. This review, intended to complement existing data reviews on this topic, focuses on three major classes of challenges that we currently face when trying to detect and interpret directional changes in tropical forests. One is the very limited existing information on the historical context of study sites. Lasting effects from past climate, natural disturbances, and/or human activities could be significantly affecting current-day processes in tropical forests and need to be investigated for all active field sites. Second, while progress has been made in recent years on standardizing and refining research approaches, a number of methods- and data-limitations continue to affect efforts both to detect within-forest changes and to relate them to ongoing environmental change. Important outstanding needs are improved sampling designs, longer time-series of observations, filling key data gaps, and data access. Finally, forest responses to ongoing environmental change are complex. The effects of many simultaneously changing environmental factors are integrated by the plants, and their responses can involve significant lags, carryovers, and non-linearities. Specifying effects of individual environmental changes, however, is required for accurate ecosystem-process models and thus for projecting future impacts on these forests. After discussing these several types of challenges and ways to address them, I conclude with a priority agenda for this critical area of research.

Abstract in Spanish is available at http://www.blackwell-synergy.com/loi/btp.

RESUMEN

Debido a la importancia desproporcionada de los bosques tropicales para la biodiversidad mundial y para el ciclo global del carbono, es urgente identificar los impactos sobre estos ecosistemas provocados por los cambios actuales en el clima y en la atmósfera. Este artículo de revisión, escrito con el propósito de complementar otras revisiones recientes, se enfoca en tres principales clases de retos que enfrentamos actualmente en la detección e interpretación de cambios direccionales en los bosques tropicales. Primero es la gran escasez de información histórica acerca de los sitios de estudio. Los procesos actuales en los bosques tropicales pueden reflejar los efectos prolongados del pasado climático, las perturbaciones naturales y/o las actividades humanas, por lo que deben de ser investigados en todos los sitios actuales de estudio. Segundo, a pesar de avances recientes en la estandarización y el refinamiento de los métodos de investigación, nuestra habilidad para detectar cambios en los bosques y ligarlos a los grandes cambios ambientales sigue siendo limitada. Para garantizar avances en el área se requiere mejorar los diseños de muestreo, extender las series de observación en el tiempo a plazos mayores, llenar ciertos vacíos claves en el conocimiento, y facilitar el acceso a los datos existentes. Por último, se requiere de enfoques que tomen en cuenta la complejidad de las respuestas de los bosques a los cambios ambientales. Las plantas integran los efectos de cambios simultáneos en múltiples factores ambientales, y sus respuestas pueden ser no lineales e incluir efectos de retraso y acarreo. No obstante, es importante también especificar los efectos individuales de los diferentes cambios ambientales para afinar los modelos de procesos a nivel del ecosistema, y así poder proyectar los impactos futuros sobre estos bosques. Después de discutir dichos retos y estrategias para enfrentarlos, concluyo con una agenda de prioridades para esta área crítica de investigación.