Chronic Winds Reduce Tropical Forest Structural Complexity Regardless of Climate, Topography, or Forest Age
Chronic Winds Reduce Tropical Forest Structural Complexity Regardless of Climate, Topography, or Forest Age
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无论气候、地形或森林年龄如何，慢性风都会降低热带森林结构的复杂性
DOI：
10.1007/s10021-024-00900-5
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发表时间：
2024
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Uriarte, María
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ankori-Karlinsky, Roi;Hall, Jazlynn;Murphy, Lora;Muscarella, Robert;Martinuzzi, Sebastián;Fahey, Robert;Zimmerman, Jess K.;Uriarte, María
热带森林是世界上结构最复杂的生态系统，提供与这种复杂性相关的生物量积累等关键功能。热带森林也暴露在慢性、温和的风中，但它们对森林结构复杂性的影响尚未得到充分研究。在这里，我们研究了波多黎各森林结构复杂性的驱动因素，特别关注长期的风暴露。我们使用 2016 年收集的机载光探测和测距数据来量化按森林年龄分层的 20,000 个 0.28 公顷森林地区的树冠高度和粗糙度（高度变化）。我们使用随机森林模型来分析树冠高度和粗糙度的变化，作为长期风暴露、森林年龄、年平均降水量、海拔、坡度（以度为单位）、土壤类型、土壤可用水储存量和先前飓风暴露程度的函数。树冠高度受降水量、森林年龄和长期受风影响，在所有森林年龄的受风森林中，树冠高度平均下降 2.12 m (16%)。在树龄 25-66 年的森林中，树冠高度平均增加了 4.0 m (41%)，在降水量为 1000 和 2000 mm y−1 的地点之间树冠高度增加了 4.0 m。冠层粗糙度由冠层高度、降水量、森林年龄和海拔驱动，随着冠层高度和降水量呈对数线性增加，随着海拔升高而减小，并且在较年轻的森林中最高。长期的风暴露不会导致树冠皱缩度的变化。我们的研究结果表明，长期暴露在风中在限制树冠高度方面发挥着不可或缺的作用，可能会减少古老热带森林的地上碳积累。
Tropical forests are the world’s most structurally complex ecosystems, providing key functions like biomass accumulation, which is linked to this complexity. Tropical forests are also exposed to chronic, non-severe winds, yet their effect on forest structural complexity is understudied. Here we examine drivers of forest structural complexity in Puerto Rico with a particular focus on chronic wind exposure. We used airborne light detection and ranging data collected in 2016 to quantify canopy height and rugosity (variation in height) in ~ 20,000, 0.28 ha forested sites stratified by forest age. We used random forest models to analyze variation in canopy height and rugosity as a function of chronic wind exposure, forest age, mean annual precipitation, elevation, slope (in degrees), soil type, soil available water storage, and exposure to a previous hurricane. Canopy height was driven by precipitation, forest age, and chronic wind exposure, decreasing by 2.12 m (16%) on average in wind-exposed forests across all forest ages. Canopy height increased by 4.0 m (41%) on average in forests aged 25–66 years, and by 4.0 m between sites with 1000 and 2000 mm y−1precipitation. Canopy rugosity was driven by canopy height, precipitation, forest age, and elevation, increasing log-linearly with canopy height and precipitation, decreasing with elevation, and was highest in younger forests. Chronic wind exposure did not drive variation in canopy rugosity. Our results suggest that chronic wind exposure plays an integral role in limiting canopy height, potentially reducing aboveground carbon accumulation in older tropical forests.
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--
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通讯作者：
E. Gorgens;M. Nunes;Tobias Jackson;D. Coomes;M. Keller;C. R. Reis;R. Valbuena;J. Rosette;D. R. D. de Almeida-D.-R.-D.-de-Almeida-29769378;B. Gimenez;R. Cantinho;Alline Zagnolli Motta;Mauro Assis;Francisca Rocha de Souza Pereira;Gustavo C. Spanner;N. Higuchi;J. Ometto