Phenology, Lignotubers, and Water Relations of Cochlospermum vitifolium, a Pioneer Tropical Dry Forest Tree in Costa Rica

Authors


ABSTRACT

We examined structural and physiological traits relevant to the phenology of the tropical dry forest (TDF) pioneer tree Cochlospermum vitifolium. Despite marked seasonality in rainfall, meristem activity occurred throughout the year. Leaves were produced almost continuously during the rainy season, while leaf shedding started early during drought, before changes in soil water content were observed. Phenological activity under drought included flowering and fruiting of leafless trees; bud break and shoot extension took place before the end of the dry season. Low wood density of C. vitifolium stems (0.17 g/cm3) and lignotubers (0.14 g/cm3) provided water and starch storage needed to support phenological events such as branch extension, leaf flushing, and reproduction during the dry season, and probably also contributed to survival following mechanical damage and fire, typical of early TDF successional stages. Lignotuber water and starch contents showed substantial seasonal variation, declining from the beginning of the dry season to their lowest levels at the time of reproduction and dry-season flushing. Stems progressively replaced lignotubers as main storage organs as tree size increased. Evidence for a role of water stores in buffering daily water deficits was weak. Leaf water potentials remained above −1.2 MPa and stomatal conductance below 350 mmol/m2/s, suggesting that gas exchange during the rainy season was limited to prevent xylem cavitation. Leaf shedding occurred when early-morning and mid-day ΨL converged at the rainy–dry season transition, without changes in lignotuber or soil water content, suggesting that leaves of C. vitifolium are closely tuned to atmospheric drought.

RESUMEN

Se examinaron atributos estructurales y funcionales relevantes para la fenología del árbol pionero del bosque tropical seco Cochlospermum vitifolium. A pesar de la marcada estacionalidad climática, se observó actividad meristemática todo el año. La producción de hojas ocurrió continuamente durante la estación lluviosa, mientras que su caída se inició en ausencia de cambios en el contenido de agua del suelo. La reproducción ocurrió durante la sequía, y la brotación ocurrió antes del inicio de las lluvias. La baja densidad de los tejidos de los troncos (0.17 g/cm3) y los ligno-tubérculos (0.14 g/cm3) permitió el almacenamiento de agua y almidón para sustentar la actividad fenológica durante la sequía, y la recuperación después del daño mecánico o el fuego típicos de estados sucesionales tempranos. El contenido de agua y almidón de los troncos y los ligno-tubérculos varió durante el año, declinó durante la estación seca y alcanzó los valores más bajos durante la reproducción y la brotación. Los tallos sustituyeron a los ligno-tubérculos como los órganos de almacenamiento más importantes conforme el tamaño de los árboles se incrementó. El almacenamiento de agua no amortiguó el déficit hídrico diario. El potencial hídrico de las hojas permaneció alto y la conductividad estomática baja durante la estación lluviosa, indicando que el intercambio gaseoso fue restringido para reducir los riesgos de cavitación. La caída del follaje ocurrió durante la transición de la estación lluviosa a la seca, lo que sugiere que las hojas de C. vitifolium están estrechamente sintonizadas con la sequía atmosférica también.

Ancillary