Amazonas regnskog är inte nödvändigtvis en plats som många skulle associera med en torka, ändå förväntas långvariga torra stavar bli allt vanligare och allvarligare på grund av klimatförändringar. Frågan är hur dessa torka kommer att påverka regnskogen, eftersom det har ett stort inflytande på det globala klimatet och framtida uppvärmning.

En studie ledd av Marielle Smith, en forskningsassistent vid Michigan State Universitys skogsbruksavdelning, och Scott Stark, biträdande professor i skogsbruk, undersöker Amazons svar på torka för att bättre kunna förutsäga hur skogens tillväxt och fysiologi kommer att påverka trädens mångfald och, i sista hand, planetens klimat.

På grund av sin kombination av våt skogsstruktur och en stark torrsäsong, Tapajós National Forest i Brasilien kan vara en bra indikator för reaktioner på klimatförändringar, vilket ledde forskarna till platsen.

För att samla information och övervaka regnskogen, forskare tog en detaljerad bild av dess struktur genom att gå på marken med ett lidarinstrument, ett verktyg som också används i autonoma fordon för att kartlägga terräng. Lidaren producerade information i tvådimensionella skivor som beskriver hur bladytan är strukturerad över höjder och mikromiljöer som varierar i ljus, temperatur och luftfuktighet.

"Detta är användbart eftersom aktiviteten i en skog som helhet - dess tillväxt och utbyte av gas och energi med atmosfären - i stor utsträckning bestäms av hur löv fördelas i mosaiken av miljöer som skogen själv skapar, "Sa Smith.

Totalt 41 månadsundersökningar genomfördes under fyra år, mellan 2010 och 2017, och inkluderade tre icke-torkaår och ett El Niño torkaår.

"Genom lidarlinsen, vi undersökte strukturen i en östlig Amazonskog under flera år för att se hur den förändrades som svar på säsongens vattenstress och en stark El Niño -torka, "Sa Smith.

Forskningen gav överraskande resultat.

Forskare fann att regnskogen ökade mängden löv i den högsta baldakinen under torra årstider och torka, trots rapporter från tidigare studier som visade att stora träd var mer sårbara för torka.

Tidigare satellitlidarobservationer har visat att när bladmängder i den övre baldakinen går upp, mängderna i den nedre baldakinen går ner, och vice versa, över Amazonas skogs säsongscykel. Detta kan bero på säsongsmässiga variationer i mängden skuggning som den övre baldakinen orsakar.

"Våra data med högre upplösning tillät oss att dela skogen med både höjd och ljusmiljöer, och avslöjade något mer komplext, "Sa Smith.

Förväntningen var att när mängden löv i höga träd ökar under torrperioden blir det skuggigare under, och mindre träd tappar några av sina löv som ett resultat. Dock, uppgifterna visade att det inte var det som hände. Istället, det var de små träden som var i öppna områden där skuggningen var låg och solljuset högt - skogsluckor - som tappade löv. Träd som skuggades, förvånande, tillsatt bladyta samtidigt som de höga träden. Trenderna var desamma som svar på torka.

"Det är viktigt att förstå att torra perioder vanligtvis är soligare perioder, "Smith sa." Höga träd som också har djupare rötter, ger mer tillgång till vatten, kan dra nytta av det ökade ljuset och expandera sina kronor. Små träd med grunda rötter kan skadas mer av heta, soliga förhållanden och dra ihop sina kronor eller dö. Små träd i skuggan, dock, kan dra nytta av ökat ljus i kylaren, mer fuktig understory. "

Dessa resultat visar att ett träd reagerar på torra perioder är beroende av miljöförhållanden som skapas av regnskogen själv, sa forskarna. Resultaten överensstämmer nära med nya studier som visar att kort växtlighet, särskilt i heta, miljöer med mycket ljus, påverkas mest av vattenbrist.

På samma gång, forskningen hjälper till att bygga upp en bild av hur kapellmikromiljöer, trädhöjder, säsong och torka kommer samman för att avgöra vilka träd som kommer att vinna och förlora under torrare klimat. Detta är avgörande för att förstå Amazons framtida motståndskraft mot klimatförändringar, sa forskarna.

Forskningen publiceras i Ny fytolog .