Tropical forest root characteristics and resource acquisition strategies are underrepresented in vegetation and global models, hampering the prediction of forest-climate feedbacks for these carbon-rich ecosystems. Lowland tropical forests often have globally unique combinations of high taxonomic and functional biodiversity, rainfall seasonality, and strongly weathered infertile soils, giving rise to distinct patterns in root traits and functions compared with higher latitude ecosystems. We provide a roadmap for integrating recent advances in our understanding of tropical forest belowground function into vegetation models, focusing on water and nutrient acquisition. We offer comparisons of recent advances in empirical and model understanding of root characteristics that represent important functional processes in tropical forests. We focus on: (1) fine-root strategies for soil resource exploration, (2) coupling and trade-offs in fine-root water vs nutrient acquisition, and (3) aboveground-belowground linkages in plant resource acquisition and use. We suggest avenues for representing these extremely diverse plant communities in computationally manageable and ecologically meaningful groups in models for linked aboveground-belowground hydro-nutrient functions. Tropical forests are undergoing warming, shifting rainfall regimes, and exacerbation of soil nutrient scarcity caused by elevated atmospheric CO2. The accurate model representation of tropical forest functions is crucial for understanding the interactions of this biome with the climate.
Las características de las raíces de los bosques tropicales y las estrategias de adquisición de recursos están subrepresentadas en modelos de vegetación, lo que dificulta la predicción del efecto de cambio de clima para estos ecosistemas ricos en carbono. Los bosques tropicales a menudo tienen combinaciones únicas a nivel mundial de alta biodiversidad taxonómica y funcional, estacionalidad de precipitación, y suelos infértiles, dando lugar a patrones distintos en los rasgos y funciones de las raíces en comparación con los ecosistemas de latitudes más altas. Integramos los avances recientes en nuestra comprensión de la función subterránea de los bosques tropicales en modelos de vegetación, centrándonos en la adquisición de agua y nutrientes. Ofrecemos comparaciones de avances recientes en la comprensión empírica y de modelos de las características de las raíces que representan procesos funcionales importantes en los bosques tropicales. Nos centramos en: (1) estrategias de raíces finas para adquisición de recursos del suelo, (2) acoplamiento y compensaciones entre adquisición del agua y de nutrientes, y (3) vínculos entre funciones sobre tierra y debajo del superficie en bosques tropicales. Sugerimos vías para representar estas comunidades de plantas extremadamente diversas en grupos computacionalmente manejables y ecológicamente significativos en modelos. Los bosques tropicales se están calentando, tienen cambios en los regímenes de lluvias, y tienen una exacerbación de la escasez de nutrientes del suelo causada por el elevado CO2 atmosférico. La representación precisa de las funciones de los bosques tropicales en modelos es crucial para comprender las interacciones de este bioma con el clima.
Keywords: ecosystem vegetation models; fine roots; hydraulics; nutrient acquisition; phosphorus uptake; plant functional types; root trait clusters; tropical forests.
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