Species-Specific Growth Responses to Climate Variations in Understory Trees of a Central African Rain Forest

Authors


ABSTRACT

Basic knowledge of the relationships between tree growth and environmental variables is crucial for understanding forest dynamics and predicting vegetation responses to climate variations. Trees growing in tropical areas with a clear seasonality in rainfall often form annual growth rings. In the understory, however, tree growth is supposed to be mainly affected by interference for access to light and other resources. In the semi-deciduous Mayombe forest of the Democratic Republic of Congo, the evergreen species Aidia ochroleuca, Corynanthe paniculata and Xylopia wilwerthii dominate the understory. We studied their wood to determine whether they form annual growth rings in response to changing climate conditions. Distinct growth rings were proved to be annual and triggered by a common external factor for the three species. Species-specific site chronologies were thus constructed from the cross-dated individual growth-ring series. Correlation analysis with climatic variables revealed that annual radial stem growth is positively related to precipitation during the rainy season but at different months. The growth was found to associate with precipitation during the early rainy season for Aidia but at the end of the rainy season for Corynanthe and Xylopia. Our results suggest that a dendrochronological approach allows the understanding of climate–growth relationships in tropical forests, not only for canopy trees but also for evergreen understory species and thus arguably for the whole tree community. Global climate change influences climatic seasonality in tropical forest areas, which is likely to result in differential responses across species with a possible effect on forest composition over time.

RÉSUMÉ

Il est essentiel de connaître les relations entre croissance des arbres et variables environnementales pour comprendre la dynamique des forêts et prédire les réponses de la végétation aux variations du climat. Les arbres des régions tropicales à saisonnalité de pluies marquée forment le plus souvent des cernes de croissance annuels. Dans le sous-bois cependant, la croissance des arbres est supposée être essentiellement affectée par les interférences pour l'accès à la lumière et aux autres ressources. Dans la forêt semi-décidue du Mayombe en République Démocratique du Congo, les espèces sempervirentes Aidia ochroleuca, Corynanthe paniculata et Xylopia wilwerthii dominent le sous-bois. Nous avons étudié le bois de ces espèces pour déterminer si elles forment des cernes de croissance annuels en réponse aux variations des conditions climatiques.

Il a été prouvé que les cernes de croissance apparents sur les arbres des trois espèces sont annuels et provoqués par un facteur externe commun. Des chronologies spécifiques à ces espèces et à ce site ont donc été construites grâce à l'inter-datation des séries individuelles de cernes de croissance. L'analyse des corrélations avec les variables climatiques à révélé que la croissance annuelle des troncs en diamètre est positivement liée aux précipitations pendant la saison des pluies, mais à des moments différents selon les espèces. La croissance est associée aux précipitations du début de la saison humide pour Aidia, mais de la fin de saison des pluies pour Corynanthe et Xylopia.

Nos résultats vérifient qu'une approche par la dendrochronologie permet de comprendre les relations entre croissance et climat dans les forêts tropicales, non seulement pour les arbres de la canopée mais aussi pour les espèces sempervirentes du sous-bois, donc potentiellement pour l'entière communauté ligneuse. Le changement climatique global influence la saisonnalité du climat dans les zones de forêts tropicales, ce qui pourrait occasionner des réponses distinctes parmi les espèces et affecter ainsi la future composition des forêts.

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