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Colonization Strategies of Two Liana Species in a Tropical Dry Forest Canopy

Authors

  • Gerardo Avalos,

    Corresponding author
    1. The School for Field Studies, Center for Sustainable Development Studies, 10 Federal St., Salem, Massachusetts 01970, U.S.A.
    2. Escuela de Biología, Universidad de Costa Rica, Ciudad Universitaria "Rodrigo Facio" San Pedro, San José, Costa Rica
      5   Corresponding author; e-mail: avalos@fieldstudies.org
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  • Stephen S. Mulkey,

    1. Department of Botany, University of Florida, 220 Bartram Hall, P.O. Box 118526, Gainesville, Florida 32611-8526, U.S.A.
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  • Kaoru Kitajima,

    1. Department of Botany, University of Florida, 220 Bartram Hall, P.O. Box 118526, Gainesville, Florida 32611-8526, U.S.A.
    2. Smithsonian Tropical Research Institute, Box 2072, Balboa, Ancón, Republic of Panama
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  • S. Joseph Wright

    1. Smithsonian Tropical Research Institute, Box 2072, Balboa, Ancón, Republic of Panama
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5   Corresponding author; e-mail: avalos@fieldstudies.org

ABSTRACT

Lianas impose intense resource competition for light in the upper forest canopy by displaying dense foliage on top of tree crowns. Using repeated access with a construction crane, we studied the patterns of canopy colonization of the lianas Combretum fruticosum and Bonamia trichantha in a Neotropical dry forest in Panama. Combretum fruticosum flushed leaves just before the rainy season, and its standing leaf area quickly reached a peak in the early rainy season (May–June). In contrast, B. trichantha built up foliage area continuously throughout the rainy season and reached a peak in the late rainy season (November). Both species displayed the majority of leaves in full sun on the canopy surface, but C. fruticosum displayed a greater proportion of leaves (26%) in more shaded microsites than B. trichantha (12%). Self-shading within patches of liana leaves within the uppermost 40–50 cm of the canopy reduced light levels measured with photodiodes placed directly on leaves to 4–9 percent of light levels received by sun leaves. Many leaves of C. fruticosum acclimated to shade within a month following the strongly synchronized leaf flushing and persisted in deep shade. In contrast, B. trichantha produced short-lived leaves opportunistically in the sunniest locations. Species differences in degree of shade acclimation were also evident in terms of structural (leaf mass per area, and leaf toughness) and physiological characters (nitrogen content, leaf life span, and light compensation point). Contrasting leaf phenologies reflect differences in light exploitation and canopy colonization strategies of these two liana species.

RESUMEN

Las lianas imponen una competencia intensa por la luz en el dosel superior al desplegar un denso follaje encima de las copas de los árboles. Usando acceso repetido al dosel a través de una grúa de construcción, estudiamos los patrones de colonización del dosel de las lianas Combretum fruticosum y Bonamia trichantha en un bosque neotropical seco en Panamá. Combretum fruticosum produjo hojas nuevas justo antes de la estación lluviosa, y su área foliar total alcanzó rápidamente un pico a inicios de la estación lluviosa (mayo-junio). En contraste, B. trichantha construyó su área foliar de forma continua a través de la estación lluviosa alcanzando un pico al final de esta (noviembre). Ambas especies desplegaron la mayoría de sus hojas bajo alta irradiación en la superficie del dosel, aunque C. fruticosum desplegó una mayor proporción de follaje (26%) en micrositios más sombreados que B. trichantha (12%). El auto sombreo dentro de los parches de hojas de lianas dentro de los primeros 40-50 cm del dosel superior redujo el nivel de radiación medido con fotodiodos colocados directamente sobre las hojas a 4-9% de la luz recibida por las hojas de sol. Muchas hojas de C. fruticosum se aclimataron a la sombra luego de un mes después de la producción inicial de hojas altamente sincronizada y persistieron en sombra profunda. En contraste, B. trichantha produjo hojas de corta longevidad de forma oportunística bajo las condiciones de mayor irradiación. Las diferencias entre especies en el grado de aclimatación a la sombra fueron evidentes en términos de caracteres estructurales (masa foliar por unidad de área, y dureza foliar) y fisiológicos (contenido de nitrógeno, longevidad foliar, y punto de compensación lumínica). Estas fenologías foliares tan contrastantes reflejan diferencias en las estrategias de explotación de luz y colonización del dosel por parte de estas dos lianas.

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