Assessing Tropical Forests' Climatic Sensitivities with Long-term Data

Analyses relating long-term records of tree growth to interannual climatic variation at La Selva, Costa Rica have revealed marked forest sensitivities to both temperature and dry-season intensity (Clark et al. 2010). The tropical-forest biome is certain to become warmer, and many areas may become drier. Testing the generality of the La Selva findings with similar analyses of field data from diverse forests across the biome will be a valuable next step. Based on our experiences during the La Selva studies, we propose that such assessments will need to address three issues. One is the number of repeat forest measurements. Short series of re-censuses can be an unreliable basis for assessing climatic sensitivities. For some key climatic factors (e.g., temperature), records consisting of fewer than 10–12 re-censuses can span limited climatic ranges, producing erratic and largely nonsignificant correlations. Multiyear census intervals exacerbate these data limitations. Second, different types of forest-growth data call for different analysis approaches. Cohort and tree-ring records need to be adjusted for ontogenetic growth changes, while stand-level data require taking into account potentially confounding influences from forest compositional changes, as from succession. Third, a reliable meteorological record is critical. Poor-quality or internally inconsistent climatic records can fatally corrupt assessments of forest sensitivities. To be usable in such analyses, the meteorological record requires data quality control, gap filling, and adjustments to maintain the record's internal consistency in the face of commonly occurring methods changes (instruments, siting). We illustrate these issues using analyses of the long-term La Selva records. RESUMEN Analisis relacionando registros a largo plazo del crecimiento arboreo a la variacion climatica interanual en La Selva, Costa Rica revelaron sensibilidades notables del bosque a la temperatura y tambien a la intensidad del la estacion menos lluviosa (Clark et al. 2010). En el futuro, todo el bioma de bosques tropicales experimentara mayores temperaturas, y muchas areas podrian recibir menor precipitacion. Por estas razones, seria valioso evaluar la representatividad de los hallazgos en La Selva, con analisis similares basados en datos obtenidos en diversos bosques en todas las regiones tropicales. Basado en nuestras experiencias durante los estudios en La Selva, proponemos que tales investigaciones tendran que enfrentar tres puntos claves. Uno es el numero de mediciones sucesivas. Una corta serie de re-censos puede llevar a conclusiones erroneas en cuanto a las sensibilidades climaticas de un bosque. Para algunos factores climaticos claves (p.ej., temperatura), series de menos de 10–12 re-censos pueden abarcar ambitos climaticos demasiadamente limitados, produciendo correlaciones erraticas y en su mayoria no-significativas. Intervalos de multiples anos entre censos agravan estas limitaciones. Segundo, los diferentes tipos de datos de crecimiento forestal requieren diferentes disenos de analisis. Registros que se basan en cohortes de arboles o en anillos de crecimiento requieren correcciones por los cambios ontogeneticos en las tasas de crecimiento. En cambio, datos basados en todos los arboles en parcelas de inventario se pueden influenciar por cambios en la composicion de la comunidad arborea, como los que occurren en bosques sucesionales Tercero, la confiabilidad del registro meteorologico es fundamental. Registros climaticos que son internamente inconsistentes o de baja calidad pueden causar errores fatales en analisis de las sensibilidades climaticas de bosques. Para ser usables, los datos meteorologicos requieren control de calidad y ajustes para mantener la consistencia interna cuando occurren los frecuentos cambios en metodologia (p.ej., cambios en instrumentos o en el sitio de medicion). Illustramos estos tres aspectos con analises de los datos a largo plazo obtenidos en los estudios en La Selva.