Variation in trunk taper of buttressed trees within and among five lowland tropical forests. (28th June 2021)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Cushman, K. C.; Bunyavejchewin, Sarayudh; Cárdenas, Dairon; Condit, Richard; Davies, Stuart J.; Duque, Álvaro; Hubbell, Stephen P.; Kiratiprayoon, Somboon; Lum, Shawn K. Y.; Muller‐Landau, Helene C.
• Is Part Of: Biotropica. Volume 53:Number 5(2021)
• Page Start: 1442
• Page End: 1453
• Publication Date: 2021-06-28
• Subjects: aboveground biomass -- buttressed trees -- forest dynamics -- forest plots -- measurement error -- photogrammetry -- tropical forest -- trunk taper; Biotic communities -- Tropics -- Periodicals; Applied ecology -- Tropics -- Periodicals; Biology -- Tropics -- Periodicals; 577.80913
• DOI: 10.1111/btp.12994
• Languages: English
• ISSNs: 0006-3606

Abstract

Abstract: Accurately projecting global carbon dynamics requires understanding controls over temporal and spatial tropical forest biomass variation. Changes in tropical forest aboveground biomass per area are most commonly estimated using repeat forest plot censuses, but errors in these estimates can be relatively large, limiting our ability to detect real changes in forest carbon. One source of error is nonstandard heights of diameter measurement, which are common in tropical forests because buttressed trees are usually measured above buttresses. Nonstandard and temporally variable measurement heights affect biomass change estimates because tree trunks taper—higher measurements result in smaller diameters and, thus, smaller estimated biomass. Modeling trunk taper is a potential way to correct for biases associated with nonstandard and changing measurement heights. We measured trunk taper for 260 buttressed trees in five lowland tropical forests to assess variation in taper within and among sites. Trunks taper more slowly in trees with larger diameters above buttress, taller buttresses, and higher wood density; these variables together explain 29% of taper variation. We also used plot data to quantify the distribution of measurement heights—and potential for bias in biomass estimates. We found significant variation in measurement heights among plots, and over time within plots. At the site level, our general taper model (taper predicted from diameter above buttress, buttress height, and wood density) produced site‐level biomass estimates within 3.4%, on average, of estimates from measured taper. We recommend using this model to reduce bias from nonstandard measurement heights in studies of tropical forest biomass variation. Abstract in Spanish is available with online material. Abstract : In tropical forest plots, the diameters of large, buttressed trees are measured above the usual measurement height of 1.3 m. Cushman et al. used 3D photogrammetry and plot data to explore how trunk shape and measurement heights vary within and among five tropical forest plots, potentially biasing estimates of aboveground biomass from pantropical allometries. Resumen: Para entender la dinámica del carbono en los bosques tropicales se requiere conocer los factores que determinan la vairación espacial y temporal de la biomasa aérea. En los bosques tropicales, los cambios de la biomasa aérea por unidad de área se estiman principalmente usando medidas repetidas sobre parcelas permanentes. Sin embargo, errores debido a sesgos en los estimados pueden ser realtivamente altos, lo cual limita nuestra capacidad de detectar los cambios reales en las reservas de carbono almacenadas en los bosques. Una causa común de sesgo es la medición del diámetro a diferentes alturas. La imposibilidad de estandarizar la altura de medición de los diámetros a 1, 3 m en los bosques tropicales, se da en buena medida por la presencia de gambas/bambas Cambios en la altura de medición del diámetro afectan las estimaciones de biomasa de forma proporcional al aumento en la conicidad de los troncos (disminución del diámetro con la altura). Es decir, mientras más alto sea el punto de medición del diámetro, menor va a ser la biomasa total estimada. Por esta razón, los modelos de conicidad aparecen como un método potencialmente útil para corregir los sesgos causados por la medición de diámetros a diferentes alturas. En este estudio, medimos la forma del tronco de 260 árboles en 5 bosques tropicales de tierras bajas para evaluar la variación de la conicidad dentro y entre bosques. Se encontró que la conicidad disminuye a medida que incrementa el tamaño del diámetro por encima de las gambas, incrementa al altura de las gambas e incrementa la densidad de madera; estas variables juntas explican el 29% de la variación de forma de los troncos. Adicionalmente, usamos datos de las parcelas para cuantificar la distribución de las alturas de medición y el potencial de sesgo en las estimaciones de biomasa, encontrando una variación significativa en las alturas de medición entre parcelas, así como una variación temporal dentro de las mismas. A nivel de sitio, nuestro modelo general para predecir la conicidad del tronco (usando el diámetro por encima de la gamba, la altura de la gamba y la densidad de la madera) resultó en estimaciones de biomasa dentro del 3.4%, en promedio, de las estimaciones de la forma del tronco medida. Se recomienda el uso de este modelo de conicidad para reducir el sesgo producido por la medición de diámetros a diferentes alturas en estudios de variación de biomasa de bosques tropicales.