炭素フラックスと森林のダイナミクス：熱帯熱帯雨林の樹木とのキャノピーのギャップにおけるデッドウッド分解の増加

地球環境の変化の結果として、熱帯の熱帯雨林では樹木の死亡率が増加しています。木が死ぬと、森の天蓋にギャップが作成され、炭素は生計からデッドウッドのプールに移されます。しかし、分解者のコミュニティの活動に対する樹木とのキャノピーのギャップの影響と、森林におけるデッドウッドの崩壊率についてはほとんど知られていない。これは、特に熱帯雨林の生態系の構造に対する継続的な変化があるため、地域および世界の炭素予算の精度が不確実であることを意味します。したがって、木材の減衰率と地域の炭素フラックスに対する天蓋開口部の影響を決定するために、老化した熱帯雨林における天蓋ギャップ内のデッドウッドの質量損失の最初の評価を実施しました。閉じたキャノピーサイトと組み合わせて複製した天蓋ギャップを使用して、マクロイン脊椎動物とアクセスできないウッドブロックと組み合わせて、微生物とシロアリの相対的な寄与を対照的な条件内で分解することを実験的に分割しました。12か月にわたって、木材の質量損失は、閉じたキャノピー部位と比較してキャノピーギャップで63％増加し、この増加がシロアリによって促進されたことを示しています。LIDARデータを使用して、調査地域の天蓋開口部の割合を定量化すると、地域の炭素フラックスのギャップ内で観測された分解の変化の影響をモデル化しました。全体として、この加速された分解により、地域の木材減衰率が最大18.2％増加すると推定されており、地域の炭素予算では現在説明されていない0.27 mg C HA-1年1のフラックス増加に対応しています。これらの結果は、熱帯雨林の小規模な乱れが、分解者の活動と炭素フラックスのためのホットスポットを生成する方法についての最初の洞察を提供します。そうすることで、キャノピーギャップのダイナミクスと森林生態系の木材分解への影響を含めることで、地表モデルの炭素循環の予測精度を改善するのに役立つことを示します。

Tree mortality rates are increasing within tropical rainforests as a result of global environmental change. When trees die, gaps are created in forest canopies and carbon is transferred from the living to deadwood pools. However, little is known about the effect of tree-fall canopy gaps on the activity of decomposer communities and the rate of deadwood decay in forests. This means that the accuracy of regional and global carbon budgets is uncertain, especially given ongoing changes to the structure of rainforest ecosystems. Therefore, to determine the effect of canopy openings on wood decay rates and regional carbon flux, we carried out the first assessment of deadwood mass loss within canopy gaps in old-growth rainforest. We used replicated canopy gaps paired with closed canopy sites in combination with macroinvertebrate accessible and inaccessible woodblocks to experimentally partition the relative contribution of microbes vs. termites to decomposition within contrasting understorey conditions. We show that over a 12 month period, wood mass loss increased by 63% in canopy gaps compared with closed canopy sites and that this increase was driven by termites. Using LiDAR data to quantify the proportion of canopy openings in the study region, we modelled the effect of observed changes in decomposition within gaps on regional carbon flux. Overall, we estimate that this accelerated decomposition increases regional wood decay rate by up to 18.2%, corresponding to a flux increase of 0.27 Mg C ha-1  year-1 that is not currently accounted for in regional carbon budgets. These results provide the first insights into how small-scale disturbances in rainforests can generate hotspots for decomposer activity and carbon fluxes. In doing so, we show that including canopy gap dynamics and their impacts on wood decomposition in forest ecosystems can help improve the predictive accuracy of the carbon cycle in land surface models.