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Keywords:

  • big-leaf mahogany;
  • climate change;
  • dendrometer bands;
  • diameter growth;
  • fava bolota;
  • jatobá;
  • reproductive phenology;
  • seasonal tropical forest;
  • tropical timber species

Abstract

Understanding tree growth in response to rainfall distribution is critical to predicting forest and species population responses to climate change. We investigated inter-annual and seasonal variation in stem diameter by three emergent tree species in a seasonally dry tropical forest in southeast Pará, Brazil. Annual diameter growth rates by Swietenia macrophylla demonstrated strong positive correlation with annual rainfall totals during 1997–2009; Hymenaea courbaril growth rates demonstrated weak positive correlation, whereas Parkia pendula exhibited weak negative correlation. For both Swietenia and Hymenaea, annual diameter growth rates correlated positively and significantly with rainfall totals during the first 6 mo of the growing year (July to December). Vernier dendrometer bands monitored at 4-wk intervals during 3–5 yr confirmed strong seasonal effects on stem diameter expansion. Individuals of all three species expanded in unison during wet season months and were static or even contracted during dry season months. Stems of the deciduous Swietenia contracted as crowns were shed during the early dry season, expanded slightly as new crowns were flushed, and then contracted further during 3–5 wk flowering periods in the late dry season by newly mature crowns. The three species’ physiographic distribution patterns at the study site may partially underlie observed differences in annual and seasonal growth. With most global circulation models predicting conditions becoming gradually drier in southeast Amazonia over the coming decades, species such as Swietenia that perform best on the ‘wet end’ of current conditions may experience reduced growth rates. However, population viability will not necessarily be threatened if life history and ecophysiological responses to changing conditions are compensatory.

Rusumo

Entender o crescimento da árvore em resposta à distribuição das chuvas é fundamental para prever respostas da floresta e populações das espécies às mudanças climáticas. Nós investigamos a variação inter-anual e sazonal em diâmetro do caule de três espécies de árvores emergentes (Swietenia macrophylla, Hymenaea courbaril, Parkia pendula) em uma floresta sazonalmente seca tropical no sudeste do Pará, Brasil. Taxas anuais de crescimento em diâmetro de Swietenia demonstraram uma correlação positiva forte com os totais anuais de precipitação durante 1997–2009 (totais ‘ano de crescimento’ = julho-junho). No mesmo período, as taxas de crescimento Hymenaea demonstraram correlação positiva fraca com os totais anuais de precipitação, enquanto Parkia exibia correlação negativa fraca durante 1999–2009. Para ambos, Swietenia e Hymenaea, as taxas de crescimento anual de diâmetro correlacionaram-se positivamente e significativamente com os totais de precipitação durante os primeiros seis meses do ano em crescimento (julho-dezembro). Fitas dendrométricas monitoradas em intervalos de 4 semanas, durante 3 a 5 anos confirmaram fortes efeitos sazonais sobre a expansão do diâmetro do caule. Indivíduos de todas as três espécies expandiam igualmente durante os meses da estação chuvosa e eram estáticas ou até diminuíam durante os meses da estação seca. Caules decíduos da espécie Swietenia reduziam quando as copas eram desfolhadas durante o início da estação seca, aumentavam ligeiramente quando as copas novas expandiam, e em seguida reduziam ainda mais durante o período de três a cinco semanas de floração no final da estação seca por copas recém-maduras. Padrões de distribuição fisiográfica das três espécies no local do estudo podem parcialmente explicar diferenças observadas no crescimento anual e sazonal. Com a maioria dos modelos de circulação global prevendo condições gradualmente mais secas no sudeste da Amazônia nas próximas décadas, é provável que as florestas de transição, tais como as do local de estudo, respondem de forma relativamente rápida às mudanças climáticas em comparação com as florestas úmidas ao norte e oeste. Espécies como Swietenia que mostram melhor desempenho no ‘extremo úmido’ das condições atuais podem experimentar taxas de crescimento reduzido, mas a viabilidade da população não necessariamente será ameaçada se as respostas ecofisiológicas e do ciclo de vida às mudanças ambientais são compensatórios. No entanto, em um futuro próximo, a capacidade de uma espécie para sobreviver e aproveitar as condições criadas pelo fogo, cada vez mais comum na estação seca em florestas naturais, pode ser o aspecto crítico da história de vida que irá determinar vencedores e perdedores em paisagens antropogênicas sazonal.