Regenerating tropical forests are increasingly important for their role in the global carbon cycle. Carbon stocks in above-ground biomass can recover to old-growth forest levels within 60-100 years. However, more than half of all carbon in tropical forests is stored below-ground, and our understanding of carbon storage in soils during tropical forest recovery is limited.Importantly, soil carbon accumulation does not necessarily reflect patterns in above-ground biomass carbon accrual during secondary forest succession, and factors related to past land use, species composition and soil characteristics may influence soil carbon storage during forest regrowth.Using tree census data and a measure of tree community shade tolerance (species-specific light response values), we assessed the relationship between soil organic carbon stocks and tree functional groups during secondary succession along a chronosequence of 40- to 120-year-old naturally regenerating secondary forest and old-growth tropical forest stands in Panama.While previous studies found no evidence for increasing soil C storage with secondary forest age, we found a strong relationship between tree functional composition and soil carbon stocks at 0-10 cm depth, whereby carbon stocks increased with the relative influence of light-demanding tree species. Light demanding trees had higher leaf nitrogen but lower leaf density than shade-tolerant trees, suggesting that rapid decomposition of nutrient-rich plant material in forests with a higher proportion of light-demanding species results in greater accumulation of carbon in the surface layer of soils. Synthesis. We propose that soil carbon storage in secondary tropical forests is more strongly linked to tree functional composition than forest age, and that the persistence of long-lived pioneer trees could enhance soil carbon storage as forests age. Considering shifts in tree functional groups could improve estimates of carbon sequestration potential for climate change mitigation by tropical forest regrowth. Read the free Plain Language Summary for this article on the Journal blog.
Los bosques tropicales en regeneración son cada vez más importantes por su papel en el ciclo global del carbono. Las reservas de carbono en la biomasa aérea pueden recuperarse hasta los niveles de los bosques maduros en un plazo de 60 a 100 años. Sin embargo, más de la mitad de todo el carbono en los bosques tropicales se almacena bajo tierra, y nuestra comprensión del almacenamiento de carbono en los suelos durante la recuperación de los bosques tropicales es limitada.Es importante señalar que la acumulación de carbono en el suelo no refleja necesariamente los patrones de acumulación de carbono en la biomasa aérea durante la sucesión de bosques secundarios y los factores relacionados con el uso pasado del terreno, la composición de especies y las características del suelo pueden influir en el almacenamiento de carbono en el suelo durante la regeneración del bosque.Usando datos del censo de árboles y una medida de la tolerancia a la sombra de la comunidad de árboles (valores de respuesta a la luz específicos de la especie), evaluamos la relación entre las reservas de carbono orgánico del suelo y los grupos funcionales de los árboles durante la sucesión secundaria a lo largo de una cronosecuencia de 40 a 120 años bosques secundarios de regeneración natural y rodales de bosques tropicales primarios en Panamá.Mientras que estudios previos no encontraron evidencia de un aumento del almacenamiento de C en el suelo con la edad del bosque secundario, encontramos una fuerte relación entre la composición funcional de los árboles y las reservas de carbono del suelo a 0–10 cm de profundidad, por lo que las reservas de carbono aumentaron con la influencia relativa de especies de árboles que demanda de luz. Los árboles que requieren luz tenían más nitrógeno en las hojas pero menor densidad de hojas que los árboles tolerantes a la sombra, lo que sugiere que la descomposición rápida del material vegetal rico en nutrientes en los bosques con una mayor proporción de especies que requieren luz da como resultado una mayor acumulación de carbono en la capa superficial de los suelos. Síntesis. Proponemos que el almacenamiento de carbono en el suelo en los bosques tropicales secundarios está más fuertemente relacionado con la composición funcional de los árboles que con la edad del bosque, y que la persistencia de árboles pioneros de larga vida podría mejorar el almacenamiento de carbono en el suelo a medida que los bosques envejecen. La consideración de los cambios en los grupos funcionales de los árboles podría mejorar las estimaciones del potencial de secuestro de carbono para la mitigación del cambio climático mediante la regeneración de los bosques tropicales.
Keywords: light‐demanding tree species; litter quality; organic matter; secondary succession; shade tolerance; soil carbon storage; tree functional groups; tropical forest regrowth.
© 2022 The Authors. Functional Ecology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of British Ecological Society.