Experimental drought on seedlings in a canopy gap and understory of a tropical cloud forest, Veracruz, Mexico

Abstract

"Background and Aims: Droughts induced by climate change are expected to affect tropical cloud forests. As functional traits are useful indicators of plant species performance, this study aimed to determine the effect of light environment and drought on leaf area (LA), specific leaf area (SLA), chlorophyll content, leaf thickness and toughness, survival and relative growth rate (RGR) of seedlings in forest understory and gap. Methods: In a cloud forest from Veracruz, Mexico, rainout shelters to simulate drought in the forest understory and gap were used. Leaf area, SLA, chlorophyll content, leaf thickness and toughness, survival, and RGR in Eugenia capuli (shade-tolerant understory tree), Liquidambar styraciflua (intermediate shade-tolerant canopy tree), and Trema micranthum (pioneer tree that colonizes gaps) in understory-control and -drought, and gap-control and -drought were measured. Key results: Leaf area increased with drought in E. capuli in gaps and decreased in L. styraciflua in both light environments. Chlorophyll content was similar between water treatments for E. capuli and L. styraciflua in the understory. Leaf thickness and toughness differed with drought for E. capuli and L. styraciflua in the gap. Leaf traits of T. micranthum tended to change in understory and not in gap. Overall, the highest survival occurred in gap. Eugenia capuli displayed the highest and similar survival across treatments. Liquidambar styraciflua displayed higher survival in gap-drought, and T. micranthum in gap conditions. Eugenia capuli had the highest RGR in understory, whereas T. micranthum has the highest RGR in gap. Conclusions: Plant functional traits of E. capuli and L. styraciflua seedlings responded to moderate drought more in gap than in understory. The results suggest that functional traits of intermediate and shade-tolerant species may shift less under a moderate drought than those of a pioneer tree, as long as the forest light environment is maintained."

"Antecedentes y Objetivos: Se espera que las sequías inducidas por el cambio climático afecten al bosque de niebla. Como los rasgos funcionales son indicadores útiles del desempeño de especies vegetales, el objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del ambiente lumínico y la sequía sobre área foliar (AF), área foliar específica (AFE), contenido de clorofila, grosor, dureza foliar, supervivencia y tasas de crecimiento relativo (TCR) de plántulas en sotobosque y claro. Métodos: En un bosque de niebla en Veracruz, México, se usaron exclusiones de lluvia para simular sequía en sotobosque y claro. Se midieron AF, AFE, contenido de clorofila, grosor, dureza, supervivencia y TCR en Eugenia capuli (especie de sotobosque tolerante a la sombra), Liquidambar styraciflua (especie del dosel de tolerancia intermedia) y Trema micranthum (árbol pionero colonizador de claros) en sotobosque-control y -sequía, y claro-control y -sequía. Resultados clave: El AF aumentó con sequía en E. capuli en claro y decreció para L. styraciflua en ambos ambientes lumínicos. El contenido de clorofila fue similar entre tratamientos de agua para E. capuli y L. styraciflua en sotobosque. El grosor y dureza foliares difirieron con sequía para E. capuli y L. styraciflua en claro. Los rasgos foliares de T. micranthum cambiaron solo en sotobosque. Eugenia capuli presentó la mayor y similar supervivencia entre tratamientos. Liquidambar styraciflua mostró una mayor supervivencia en claro-sequía y T. micranthum en claro. Eugenia capuli tuvo la mayor TCR en sotobosque, mientras que T. micranthum en claro. Conclusiones: Los rasgos funcionales de plántulas de E. capuli y L. styraciflua respondieron a sequía moderada más en claro que en sotobosque. Los resultados sugieren que los rasgos funcionales de las especies intermedia y tolerante a la sombra tienden a cambiar menos bajo una sequía moderada, que los del árbol pionero si se mantiene el ambiente lumínico forestal."