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Globally consistent impact of tropical cyclones on the structure of tropical and subtropical forests

Authors :
Gunnar Keppel
Thomas W. Gillespie
Matthieu Lengaigne
Thomas Ibanez
Morgan Mangeas
Philippe Birnbaum
Christophe E. Menkès
Gonzalo Rivas-Torres
Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institut Agronomique Néo-Calédonien (IAC)
University of Göttingen
University of Göttigen
University of South Australia [Adelaide]
Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO)
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Geography
Escuela Militar de Ingeniería (EMI)
University of California [Los Angeles] (UCLA)
University of California
Océan et variabilité du climat (VARCLIM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD [Nouvelle-Calédonie])
UMR 228 Espace-Dev, Espace pour le développement
Université des Antilles (UA)-Université de Guyane (UG)-Université de Montpellier (UM)-Université de La Réunion (UR)-Avignon Université (AU)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Universidad San Francisco de Quito (EQUATEUR)
Agency for Economic and Environmental Development (DDEE) of the North Province of New Caledonia
Alexander von Humboldt fellowship
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)
Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)
Ibanez, Thomas
Keppel, Gunnar
Menkes, Christophe
Gillespie, Thomas W.
Lengaigne, Matthieu
Mangeas, Morgan
Rivas-Torres, Gonzalo
Birnbaum, Philippe
Georg-August-University = Georg-August-Universität Göttingen
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
University of California (UC)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Avignon Université (AU)-Université de La Réunion (UR)-Université de Montpellier (UM)-Université de Guyane (UG)-Université des Antilles (UA)
Universidad San Francisco de Quito (USFQ)
Source :
Journal of Ecology, Journal of Ecology, Wiley, 2019, 107 (1), pp.279-292. ⟨10.1111/1365-2745.13039⟩, Journal of Ecology, 2019, 107 (1), pp.279-292. ⟨10.1111/1365-2745.13039⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
Wiley, 2018.

Abstract

Tropical cyclones (TCs) are large‐scale disturbances that regularly impact tropical forests. Although long‐term impacts of TCs on forest structure have been proposed,a global test of the relationship between forest structure and TC frequency and intensity is lacking. We test on a pantropical scale whether TCs shape the structure of tropical and subtropical forests in the long term. We compiled forest structural features (stem density, basal area, mean canopy height and maximum tree size) for plants ≥10 cm in diameter at breast height from published forest inventory data (438 plots ≥0.1 ha, pooled into 250 1 × 1‐degree grid cells) located in dry and humid forests. We computed maps of cyclone frequency and energy released by cyclones per unit area (power dissipation index,PDI) using a high‐resolution historical database of TCs trajectories and intensities.We then tested the relationship between PDI and forest structural features using multivariate linear models, controlling for climate (mean annual temperature and water availability) and human disturbance (human foot print). Forests subject to frequent cyclones (at least one TCs per decade) and high PDI exhibited higher stem density and basal area, and lower canopy heights. However,the relationships between PDI and basal area or canopy height were partially masked by lower water availability and higher human foot print in tropical dry forests. Synthesis. Our results provide the first evidence that tropical cyclones have a long term impact on the structure of tropical and subtropical forests in a globally consistent way. The strong relationship between power dissipation index and stem density suggests that frequent and intense tropical cyclones reduce canopy cover through defoliation and tree mortality, encouraging higher regeneration and turnover of biomass. The projected increase in intensity and pole ward extension of tropical cyclones due to anthropogenic climate change may therefore have important and lasting impacts on the structure and dynamics of forests in the future. Refereed/Peer-reviewed

Details

ISSN :
13652745 and 00220477
Volume :
107
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Ecology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....dfcc4340d7694b49d439e25625a3cad2