Tree dynamics in response to climate change: importance of topography and functional traits in central Amazonia

Droughts have been reported as the most significant negative impact of climate change to tropical forests. Yet, strong rainfall periods are becoming as frequent as droughts in Amazonia, with still unknown influence on forest dynamics. Moreover, drought studies have focused on upland forests with deep water tables, which experience higher water deficits and may be especially sensitive to drought. Here we analyzed how hydrological environments (water table depth, WTD), interacting with species functional traits, mediated tree responses to water-related climate anomalies over the past two decades. Both extreme water conditions, deficit and excess, decreased concurrent tree growth and survivorship, but legacy interactions had the highest impact, with water excess periods before or after drought sustaining growth and survival. Species hydro-topographic affiliation modulated drought effects, with species associated to deep WTD suffering more than those associated to shallow WTD. Thus, both high precipitation periods and shallow water-table environments acted as buffers of drought effects on trees. These results suggest that water excess events and local topography importantly modify Amazon forest resilience to climate change, with long-term implications for forest dynamics and potential compositional shifts.As mudanças climáticas, caracterizadas por aumento da temperatura e maior frequência de eventos de secas extremas, inundações e tempestades, são evidentes nas últimas décadas e causam impacto nas florestas tropicais. As respostas a estes fatores climáticos são avaliadas principalmente na escala da comunidade, independente das diversas estratégias funcionais das espécies que a constituem. Além disso, a topografia modifica as condições hidrológicas locais experimentadas pelas árvores, o que pode modular os efeitos do clima. Este é o primeiro estudo que investiga os efeitos das anomalias climáticas nas taxas de crescimento, mortalidade e recrutamento das árvores de 30 das espécies mais abundantes da Amazônia central, levando em conta explicitamente a hidrologia local e características funcionais: no nível da folha (área foliar, área foliar específica, e conteúdo de matéria seca na folha), no nível do xilema (densidade da madeira, proporção de xilema e conteúo de matéria seca na madeira), e a relação entre a área de folha e a área de xilema. Nós encontramos que 1) a maior frequência de anomalias no déficit hídrico, e excesso de água e temperatura estão levando a um menor crescimento em diâmetro e a taxas mais altas de mortalidade nas últimas duas décadas, 2) o excesso de água parece ser tão importante quanto o déficit hídrico para a dinâmica arbórea, e 3) a topografia e as características funcionais das árvores influenciam e até modulam as respostas demográficas ao clima, sendo a topografia um fator decisivo sob condições extremas. Nossos resultados sugerem que, além de pervasivo, o efeito da mudança climática na Amazônia central será mais severo para as espécies estabelecidas em áreas mais altas (i.e., lençol freático mais profundo) e com estratégias mais aquisitivas. Em cenários climáticos extremos, uma forte mudança na composição taxonômica e funcional parece muito provável