Lianas reduce tree height across the tropics

Resumen Técnico: Las lianas reducen la altura de los árboles en todo el trópico

Problema y Contexto
La altura de los árboles es una dimensión fundamental de la estructura forestal, que media las compensaciones entre el acceso a la luz, la estabilidad mecánica y el transporte hidráulico, además de influir en los procesos ecosistémicos como el secuestro de carbono y la resistencia a las perturbaciones. Aunque se sabe que las alometrías entre la altura y el diámetro de los árboles varían a través de gradientes biogeográficos y ambientales, los impulsores de la variación intraespecífica en estas alometrías siguen siendo poco comprendidos, particularmente en lo que respecta a las interacciones bióticas. En los bosques tropicales, las lianas (vides leñosas) son un componente definitorio que compite intensamente con los árboles por los recursos. Aunque estudios previos sugieren que las lianas reducen el crecimiento y la supervivencia de los árboles, su influencia específica en la arquitectura de los árboles —particularmente en la altura— ha permanecido sin resolver, con evidencia limitada a observaciones fragmentarias y localizadas. Este estudio aborda la brecha en la comprensión de cómo la infestación de lianas altera las alometrías de la altura de los árboles en todo el pantrópico y cómo estos efectos interactúan con el clima.

Metodología
Los autores compilaron el conjunto de datos pantropicales más grande hasta la fecha, que comprende 50,473 observaciones de árboles individuales en 66 sitios. El conjunto de datos incluye mediciones coincidentes del diámetro a la altura del pecho (DAP, rango 10–255 cm), la altura del árbol y un índice estandarizado de ocupación de la copa por lianas (COI, por sus siglas en inglés). Para asegurar la robustez, el COI se agrupó en tres niveles: sin ocupación, ocupación moderada (1–50% de cobertura de la copa) y ocupación intensa (>50% de cobertura de la copa). El análisis se centró en árboles con DAP ≥ 10 cm para dirigirse a individuos del dosel.

El estudio empleó modelos alométricos bayesianos jerárquicos para cuantificar el efecto de la ocupación de lianas en la altura de los árboles. Los autores probaron 20 formulaciones de modelos que abarcan tres formas funcionales (Michaelis–Menten generalizada, Weibull y funciones de potencia) con y sin efectos de las lianas en los parámetros de forma. La selección del modelo se basó en el Criterio de Información de Watanabe-Akaike (WAIC). El mejor modelo resultante (una función de Weibull con efectos de las lianas en los parámetros de forma b y k) se utilizó para estimar el cambio relativo en la altura predicha de los árboles ocupados por lianas en comparación con los árboles libres de lianas del mismo DAP.

Para investigar los impulsores ambientales, los autores restringieron los análisis de escalamiento y proyección a bosques primarios de tierras bajas (40 sitios, 30,154 observaciones) para evitar sesgos por perturbación y elevación. Relacionaron los tamaños del efecto a nivel de sitio con las variables bioclimáticas de WorldClim utilizando el Análisis de Componentes Principales (PCA) y la selección de variables predictivas por proyección. Finalmente, estas relaciones clima-liana se aplicaron a las proyecciones climáticas del CMIP6 bajo cuatro Trayectorias Socioeconómicas Compartidas (SSP) para estimar los cambios futuros en la supresión de la altura inducida por las lianas.

Resultos Clave

1. Supresión de la altura pantropical: El estudio proporciona evidencia robusta de que los árboles que albergan lianas son consistentemente más bajos que los individuos con el mismo diámetro de tallo que no presentan lianas. A nivel pantropical, la ocupación moderada de lianas redujo la altura del árbol aproximadamente un 5.4% (89% CI: -6.4% a -4.4%), mientras que la ocupación intensa redujo la altura en un 10.2% (89% CI: -12.1% a -8.4%). Para un árbol de 50 cm de DAP, esto corresponde a reducciones absolutas de altura de -1.5 m y -2.8 m, respectivamente.
2. Escalamiento con la ocupación y el tamaño: El efecto de supresión escaló con la ocupación de lianas; los árboles con infestación intensa fueron suprimidos aproximadamente el doble que los de ocupación moderada. La supresión relativa fue más fuerte en árboles más pequeños (hasta ~50 cm de DAP) y se debilitó gradualmente a medida que el DAP aumentaba.
3. Variabilidad de sitios y especies: Aunque el efecto negativo fue consistente, su magnitud varió significativamente entre sitios y especies. A nivel de sitio, la ocupación intensa resultó en reducciones de altura que variaron desde un -39.3% en Queensland (Australia) hasta un +4.0% en Brasil, aunque los efectos positivos fueron raros y a menudo estadísticamente indistinguibles de cero. Del mismo modo, entre las especies de árboles abundantes, la mayoría exhibió efectos negativos de altura, y las especies de crecimiento rápido (caracterizadas por una menor densidad de madera y masa foliar por área) parecieron ser más susceptibles, aunque los modelos basados en rasgos explicaron poca varianza.
4. Impulsores climáticos: La magnitud de la supresión de la altura inducida por las lianas estuvo fuertemente modulada por el clima. La supresión fue más pronunciada en sitios cálidos y más débil en condiciones más húmedas. Específicamente, el tamaño del efecto se correlacionó positivamente con los regímenes de temperatura (Eje 1 del PCA) y negativamente con los regímenes de precipitación (Eje 4 del PCA).
5. Proyecciones futuras: Bajo todos los escenarios climáticos futuros (SSP1-2.6 a SSP5-8.5), se proyecta que la supresión de la altura de los árboles inducida por las lianas se intensificará. Para finales de siglo (2081–2100), la supresión promedio pantropical para la ocupación intensa se espera que aumente de -8.4% a entre -10.2% y -15.3%, impulsada principalmente por el aumento de las temperaturas y los cambios en la estacionalidad de las precipitaciones.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que este estudio proporciona la primera evidencia pantropical de que las lianas están asociadas con una reducción en la altura de los árboles, un efecto estructural que se propaga a través de la función forestal. Al reducir la altura de los árboles, las lianas probablemente disminuyen la interceptación de luz y la posición competitiva en el dosel, lo que potencialmente reduce los stocks de carbono de los árboles individuales sin ser compensado por la biomasa de la liana. Esto sugiere que la supresión de la altura inducida por las lianas contribuye a sumideros de carbono forestales más débiles.

El artículo enfatiza que estos efectos estructurales no son uniformes; varían con los rasgos de las especies hospedadoras y están modulados por el clima. El hallazgo de que la supresión se intensifica bajo condiciones más cálidas y estacionales implica que el cambio climático puede exacerbar los impactos negativos de las lianas sobre la estructura forestal. En consecuencia, ignorar las interacciones liana-árbol en los modelos alométricos puede conducir a sobreestimaciones sistemáticas de la biomasa y el almacenamiento de carbono de los bosques tropicales. Los autores concluyen que comprender estas interacciones es esencial para predecir cómo los bosques tropicales se reorganizarán bajo el cambio climático y las perturbaciones actuales.