Summary
Drying and drought in tropical forests, which have some of the highest net primary productivity on Earth, are likely to alter root dynamics, ecosystem function, and carbon (C) storage.
We used a chronic drying experiment in four lowland Panamanian forests to investigate whether soil drying shifts tropical forest root production from surface to deeper soils, where moisture remains more abundant. Furthermore, we explored whether soil drying promotes resource acquisition strategies in roots, such as outsourcing to arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) symbionts or increased specific root length (SRL).
We found that chronic drying significantly reduced surface root biomass stocks, production, and turnover rates (0–20 cm soil depth), and increased AMF colonization without changes in SRL. Meanwhile, deep fine root productivity (> 60 cm depth) increased in the dry vs wet season, and in the drying experiment, except in the wettest, most infertile forest.
Changes in root characteristics in these tropical forests with drying would likely alter forest–climate feedbacks and long-term soil C storage. At the same time, these results suggest that tropical forests may have an ability to adapt resource acquisition strategies under drying climates.
Resumo
A seca em florestas tropicais, que têm algumas das maiores produtividades primárias líquidas do planeta, provavelmente vai alterar a dinâmica das raízes, o funcionamento do ecossistema e o armazenamento de carbono.
Usamos um experimento de secagem crônica em quatro florestas de terras baixas do Panamá para investigar se o ressecamento do solo desloca a produção de raízes das florestas tropicais da superfície para camadas mais profundas, onde a umidade permanece mais abundante. Além disso, exploramos se o ressecamento do solo favorece estratégias de aquisição de recursos pelas raízes, como a terceirização para fungos micorrízicos arbusculares ou o aumento do comprimento específico de raiz.
Constatamos que a secagem crônica reduziu de forma significativa os estoques de biomassa de raízes superficiais, a produção e as taxas de renovação (0–20 cm de profundidade do solo) e aumentou a colonização por fungos micorrízicos arbusculares, sem mudanças no comprimento específico de raiz. Ao mesmo tempo, a produtividade de raízes finas profundas (> 60 cm de profundidade) aumentou na estação seca em comparação com a chuvosa e no experimento de secagem, exceto na floresta mais úmida e mais infértil.
Mudanças nas características das raízes dessas florestas tropicais sob condições de seca extrema provavelmente vão alterar os feedbacks floresta–clima e o armazenamento de carbono no solo em longo prazo. Ao mesmo tempo, esses resultados sugerem que as florestas tropicais podem ter capacidade de ajustar suas estratégias de aquisição de recursos em climas mais secos.
Resumen
La sequía en los bosques tropicales, los cuales tienen niveles de productivid primaria entre las más altas de la Tierra, puede alterar la dinámica de las raíces, el funcionamiento del ecosistema, y el almacenamiento de carbono.
Utilizamos un experimento de secamiento crónico en cuatro bosques tropicales de tierras bajas en Panamá para investigar si el secamiento del suelo desplaza la producción de raíces del superfie hacia suelos más profundas, donde la humedad se mantiene más abundante. Además, exploramos si el secamiento del suelo favorece estrategias para aumentar adquisición de recursos por las raíces, como asociar con simbiontes de hongos micorrícicos arbusculares o aumentar la longitud específica de la raíz.
Encontramos que el secamiento crónico redujó significativamente las cantitades de biomasa de raíces superficiales, su producción, y sus tasas de recambio (0–20 cm de profundidad del suelo), y aumentó la colonización por hongos micorrícicos arbusculares, pero no hubieron cambios en la longitud específica de la raíz. La productividad de las raíces finas en suelos profundos (> 60 cm) aumentó en la estación seca, y en el experimento de secamiento, excepto en el bosque más húmedo y más infértil.
Los cambios en las características de las raíces en estos bosques tropicales bajo secamiento pudieran alteren la relación entre bosque y clima, y el almacenamiento de carbono a largo plazo. Estos resultados también indican que los bosques tropicales tienen la capacidad para adaptar sus estrategias de adquisición de recursos bajo climas más secos.
