As temperature rises, net carbon uptake in tropical forests decreases, but the underlying mechanisms are not well understood. High temperatures can limit photosynthesis directly, for example by reducing biochemical capacity, or indirectly through rising vapor pressure deficit (VPD) causing stomatal closure. To explore the independent effects of temperature and VPD on photosynthesis we analyzed photosynthesis data from the upper canopies of two tropical forests in Panama with Generalized Additive Models. Stomatal conductance and photosynthesis consistently decreased with increasing VPD, and statistically accounting for VPD increased the optimum temperature of photosynthesis (Topt) of trees from a VPD-confounded apparent Topt of c. 30-31°C to a VPD-independent Topt of c. 33-36°C, while for lianas no VPD-independent Topt was reached within the measured temperature range. Trees and lianas exhibited similar temperature and VPD responses in both forests, despite 1500 mm difference in mean annual rainfall. Over ecologically relevant temperature ranges, photosynthesis in tropical forests is largely limited by indirect effects of warming, through changes in VPD, not by direct warming effects of photosynthetic biochemistry. Failing to account for VPD when determining Topt misattributes the underlying causal mechanism and thereby hinders the advancement of mechanistic understanding of global warming effects on tropical forest carbon dynamics.
A medida que aumenta la temperatura, disminuye la absorción neta de carbono en los bosques tropicales, sin embargo, aún no se conocen bien los mecanismos que la subyacen. Las altas temperaturas pueden limitar la fotosíntesis directamente, por ejemplo, reduciendo la eficiencia de los procesos bioquímicos, pero también de forma indirecta a través del aumento del déficit de presión de vapor (DPV) que resulta en el cierre estomático. Para explorar los efectos independientes de la temperatura y el DPV en la fotosíntesis, analizamos datos de la absorción neta de carbono del dosel de dos bosques tropicales en Panamá utilizando modelos aditivos generalizados. La conductancia estomática y la fotosíntesis disminuyó consistentemente con el aumento de DPV, y considerando el DPV en modelas estadísticas, la temperatura óptima de la fotosíntesis (Topt) aumentó, de un Topt aparente influida por la DVP de c. 30–31°C a un Topt independiente del DPV de c. 33–36°C. Los árboles y las lianas mostraron respuestas similares a la temperatura y a la DVP en ambos bosques, a pesar de la diferencia de 1500 mm en la precipitación media anual. La fotosíntesis en los bosques tropicales está limitada en gran medida por los efectos indirectos del aumento de la temperatura, a través de cambios en el DPV y no por los efectos directos en los procesos bioquímicos. Si no se tiene en cuenta el DPV al determinar el Topt, se atribuye erróneamente el mecanismo causal subyacente y, por lo tanto, se obstaculiza el avance en la comprensión de los efectos del calentamiento global en la dinámica del carbono.
Keywords: Panama; Topt; climate change; photosynthesis; stomatal conductance; temperature response; tropical forest; vapor pressure deficit.
© 2024 The Authors. New Phytologist © 2024 New Phytologist Foundation This article has been contributed to by U.S. Government employees and their work is in the public domain in the USA.