Taking the pulse of Earth's tropical forests using networks of highly distributed plots

Tropical forests are the most diverse and productive ecosystems on Earth. While better understanding of these forests is critical for our collective future, until quite recently efforts to measure and monitor them have been largely disconnected. Networking is essential to discover the answers to questions that transcend borders and the horizons of funding agencies. Here we show how a global community is responding to the challenges of tropical ecosystem research with diverse teams measuring forests tree-by-tree in thousands of long-term plots. We review the major scientific discoveries of this work and show how this process is changing tropical forest science. Our core approach involves linking long-term grassroots initiatives with standardized protocols and data management to generate robust scaled-up results. By connecting tropical researchers and elevating their status, our Social Research Network model recognises the key role of the data originator in scientific discovery. Conceived in 1999 with RAINFOR (South America), our permanent plot networks have been adapted to Africa (AfriTRON) and Southeast Asia (T-FORCES) and widely emulated worldwide. Now these multiple initiatives are integrated via ForestPlots.net cyber-infrastructure, linking colleagues from 54 countries across 24 plot networks. Collectively these are transforming understanding of tropical forests and their biospheric role. Together we have discovered how, where and why forest carbon and biodiversity are responding to climate change, and how they feedback on it. This long-term pan-tropical collaboration has revealed a large long-term carbon sink and its trends, as well as making clear which drivers are most important, which forest processes are affected, where they are changing, what the lags are, and the likely future responses of tropical forests as the climate continues to change. By leveraging a remarkably old technology, plot networks are sparking a very modern revolution in tropical forest science. In the future, humanity can benefit greatly by nurturing the grassroots communities now collectively capable of generating unique, long-term understanding of Earth's most precious forests. Resumen Los bosques tropicales son los ecosistemas más diversos y productivos del mundo y entender su funcionamiento es crítico para nuestro futuro colectivo. Sin embargo, hasta hace muy poco, los esfuerzos para medirlos y monitorearlos han estado muy desconectados. El trabajo en redes es esencial para descubrir las respuestas a preguntas que trascienden las fronteras y los plazos de las agencias de financiamiento. Aquí mostramos cómo una comunidad global está respondiendo a los desafíos de la investigación en ecosistemas tropicales a través de diversos equipos realizando mediciones árbol por árbol en miles de parcelas permanentes de largo plazo. Revisamos los descubrimientos más importantes de este trabajo y discutimos cómo este proceso está cambiando la ciencia relacionada a los bosques tropicales. El enfoque central de nuestro esfuerzo implica la conexión de iniciativas locales de largo plazo con protocolos estandarizados y manejo de datos para producir resultados que se puedan trasladar a múltiples escalas. Conectando investigadores tropicales, elevando su posición y estatus, nuestro modelo de Red Social de Investigación reconoce el rol fundamental que tienen, para el descubrimiento científico, quienes generan o producen los datos. Concebida en 1999 con RAINFOR (Suramérica), nuestras redes de parcelas permanentes han sido adaptadas en África (AfriTRON) y el sureste asiático (T-FORCES) y ampliamente replicadas en el mundo. Actualmente todas estas iniciativas están integradas a través de la ciber-infraestructura de ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países en 24 redes diferentes de parcelas. Colectivamente, estas redes están transformando nuestro conocimiento sobre los bosques tropicales y el rol de éstos en la biósfera. Juntos hemos descubierto cómo, dónde y porqué el carbono y la biodiversidad de los bosques tropicales está respondiendo al cambio climático y cómo se retroalimentan. Esta colaboración pan-tropical de largo plazo ha expuesto un gran sumidero de carbono y sus tendencias, mostrando claramente cuáles son los factores más importantes, qué procesos se ven afectados, dónde ocurren los cambios, los tiempos de reacción y las probables respuestas futuras mientras el clima continúa cambiando. Apalancando lo que realmente es una tecnología antigua, las redes de parcelas están generando una verdadera y moderna revolución en la ciencia tropical. En el futuro, la humanidad puede beneficiarse enormemente si se nutren y cultivan comunidades de investigadores de base, actualmente con la capacidad de generar información única y de largo plazo para entender los que probablemente son los bosques más preciados de la tierra. Resumo Florestas tropicais são os ecossistemas mais diversos e produtivos da Terra. Embora uma boa compreensão destas florestas seja crucial para o nosso futuro coletivo, até muito recentemente os esforços de medições e monitoramento foram amplamente desconexos. É essencial formarmos redes para obtermos respostas que transcendem fronteiras e horizontes de agências financiadoras. Neste estudo nós mostramos como uma comunidade global está respondendo aos desafios da pesquisa de ecossistemas tropicais, com equipes diversas medindo florestas, árvore por árvore, em milhares de parcelas monitoradas à longo prazo. Nós revisamos as maiores descobertas científicas deste trabalho, e mostramos também como este processo está mudando a ciência de florestas tropicais. Nossa abordagem principal envolve unir iniciativas de base a protocolos padronizados e gerenciamento de dados a fim de gerar resultados robustos em escalas ampliadas. Ao conectar pesquisadores tropicais e elevar seus status, nosso modelo de Rede de Pesquisa Social reconhece o papel-chave do produtor dos dados na descoberta científica. Concebida em 1999 com o RAINFOR (América do Sul), nossa rede de parcelas permanentes foi adaptada para África (AfriTRON) e Sudeste asiático (T-FORCES), e tem sido extensamente reproduzida em todo o mundo. Agora estas múltiplas iniciativas estão integradas através de uma infraestrutura cibernética do ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países de 24 redes de parcelas. Estas iniciativas estão transformando coletivamente o entendimento das florestas tropicais e seus papéis na biosfera. Juntos nós descobrimos como, onde e por que o carbono e a biodiversidade da floresta estão respondendo às mudanças climáticas, e seus efeitos de retroalimentação. Esta duradoura colaboração pantropical revelou um grande sumidouro de carbono persistente e suas tendências, assim como tem evidenciado quais direcionadores são mais importantes, quais processos florestais são mais afetados, onde eles estão mudando, seus atrasos no tempo de resposta, e as prováveis respostas das florestas tropicais conforme o clima continua a mudar. Dessa forma, aproveitando uma notável tecnologia antiga, redes de parcelas acendem faíscas de uma moderna revolução na ciência das florestas tropicais. No futuro a humanidade pode se beneficiar incentivando estas comunidades basais que agora são coletivamente capazes de gerar conhecimentos únicos e duradouros sobre as florestas mais preciosas da Terra. Résume Les forêts tropicales sont les écosystèmes les plus diversifiés et les plus productifs de la planète. Si une meilleure compréhension de ces forêts est essentielle pour notre avenir collectif, jusqu'à tout récemment, les efforts déployés pour les mesurer et les surveiller ont été largement déconnectés. La mise en réseau est essentielle pour découvrir les réponses à des questions qui dépassent les frontières et les horizons des organismes de financement. Nous montrons ici comment une communauté mondiale relève les défis de la recherche sur les écosystèmes tropicaux avec diverses équipes qui mesurent les forêts arbre après arbre dans de milliers de parcelles permanentes. Nous passons en revue les principales découvertes scientifiques de ces travaux et montrons comment ce processus modifie la science des forêts tropicales. Notre approche principale consiste à relier les initiatives de base à long terme à des protocoles standardisés et une gestion de données afin de générer des résultats solides à grande échelle. En reliant les chercheurs tropicaux et en élevant leur statut, notre modèle de réseau de recherche sociale reconnaît le rôle clé de l'auteur des données dans la découverte scientifique. Conçus en 1999 avec RAINFOR (Amérique du Sud), nos réseaux de parcelles permanentes ont été adaptés à l'Afrique (AfriTRON) et à l'Asie du Sud-Est (T-FORCES) et largement imités dans le monde entier. Ces multiples initiatives sont désormais intégrées via l'infrastructure ForestPlots.net, qui relie des collègues de 54 pays à travers 24 réseaux de parcelles. Ensemble, elles transforment la compréhension des forêts tropicales et de leur rôle biosphérique. Ensemble, nous avons découvert comment, où et pourquoi le carbone forestier et la biodiversité réagissent au changement climatique, et comment ils y réagissent. Cette collaboration pan-tropicale à long terme a révélé un important puits de carbone à long terme et ses tendances, tout en mettant en évidence les facteurs les plus importants, les processus forestiers qui sont affectés, les endroits où ils changent, les décalages et les réactions futures probables des forêts tropicales à mesure que le climat continue de changer. En tirant parti d'une technologie remarquablement ancienne, les réseaux de parcelles déclenchent une révolution très moderne dans la science des forêts tropicales. À l'avenir, l'humanité pourra grandement bénéficier du soutien des communautés de base qui sont maintenant collectivement capables de générer une compréhension unique et à long terme des forêts les plus précieuses de la Terre. Abstrak Hutan tropika adalah di antara ekosistem yang paling produktif dan mempunyai kepelbagaian biodiversiti yang tinggi di seluruh dunia. Walaupun pemahaman mengenai hutan tropika amat penting untuk masa depan kita, usaha-usaha untuk mengkaji dan mengawas hutah-hutan tersebut baru sekarang menjadi lebih diperhubungkan. Perangkaian adalah sangat penting untuk mencari jawapan kepada soalan-soalan yang menjangkaui sempadan dan batasan agensi pendanaan. Di sini kami menunjukkan bagaimana sebuah komuniti global bertindak balas terhadap cabaran penyelidikan ekosistem tropika melalui penglibatan pelbagai kumpulan yang mengukur hutan secara pokok demi pokok dalam beribu-ribu plot jangka panjang. Kami meninjau semula penemuan saintifik utama daripada kerja ini dan menunjukkan bagaimana proses ini sedang mengubah bidang sains hutan tropika. Teras pendekatan kami memberi tumpuan terhadap penghubungan inisiatif akar umbi jangka panjang dengan protokol standar serta pengurusan data untuk mendapatkan hasil skala besar yang kukuh. Dengan menghubungkan penyelidik-penyelidik tropika dan meningkatkan status mereka, model Rangkaian Penyelidikan Sosial kami mengiktiraf kepentingan peranan pengasas data dalam penemuan saintifik. Bermula dengan pengasasan RAINFOR (Amerika Selatan) pada tahun 1999, rangkaian-rangkaian plot kekal kami kemudian disesuaikan untuk Afrika (AfriTRON) dan Asia Tenggara (T-FORCES) dan selanjutnya telah banyak dicontohi di seluruh dunia. Kini, inisiatif-inisiatif tersebut disepadukan melalui infrastruktur siber ForestPlots.net yang menghubungkan rakan sekerja dari 54 negara di 24 buah rangkaian plot. Secara kolektif, rangkaian ini sedang mengubah pemahaman tentang hutan tropika dan peranannya dalam biosfera. Kami telah bekerjasama untuk menemukan bagaimana, di mana dan mengapa karbon serta biodiversiti hutan bertindak balas terhadap perubahan iklim dan juga bagaimana mereka saling bermaklum balas. Kolaborasi pan-tropika jangka panjang ini telah mendedahkan sebuah sinki karbon jangka panjang serta arah alirannya dan juga menjelaskan pemandu-pemandu perubahan yang terpenting, di mana dan bagaimana proses hutan terjejas, masa susul yang ada dan kemungkinan tindakbalas hutan tropika pada perubahan iklim secara berterusan di masa depan. Dengan memanfaatkan pendekatan lama, rangkaian plot sedang menyalakan revolusi yang amat moden dalam sains hutan tropika. Pada masa akan datang, manusia sejagat akan banyak mendapat manfaat jika memupuk komuniti-komuniti akar umbi yang kini berkemampuan secara kolektif menghasilkan pemahaman unik dan jangka panjang mengenai hutan-hutan yang paling berharga di dunia

Mecanismos de coexistencia en poblaciones de palemónidos dulciacuícolas (Crustacea: decapoda: caridea)

Las comunidades bióticas que conforman un ecosistema están formadas por poblaciones de especies que interactúan entre sí determinando relaciones bidireccionales. Estas correspondencias se ajustan de tal manera que las especies pueden coexistir en el ambiente y sus poblaciones permanecer en el tiempo. En el valle aluvial del río Paraná, en su tramo medio, viven simpátricamete poblaciones de dos especies de camarones, Palaemonetes argentinus (Nobili 1901) y Macrobrachium borellii (Nobili 1896) (Crustacea Decapoda Caridea Palaemonidae), completamente dulciacuícolas. No hay diferencias aparentes de hábitats y es de suponer que estos camarones coexisten a través de algunos mecanismos que les permiten diferenciar alguna dimensión de sus nichos realizados. La pregunta de por qué y cómo coexisten P. argentinus y M. borellii se respondió a través de diversos aspectos demostrando la multidimensionalidad del nicho realizado de estas especies. Es de interés la acotación de que, para responder a algunos interrogantes, primero se debieron solucionar algunas cuestiones metodológicas o de análisis para alcanzar posteriormente un alto grado de exactitud y confianza en los resultados obtenidos. Se estudiaron en tres ambientes lénticos diferentes y distantes entre sí con conexión a ríos de distintas categorías del sistema del valle aluvial del río Paraná medio. Estos ambientes fueron caracterizados a lo largo del estudio para determinar su variabilidad a lo largo del año y cómo influencian los factores abióticos y bióticos sobre ambas especies y sus interrelaciones.Facultad de Ciencias Naturales y Muse

Ontogenetic predation capacity of Macrobrachium borellii (Caridea: Palaemonidae) on prey from littoral-benthic communities

Macrobrachium borellii is an abundant prawn of the Paraná River floodplain. Newly hatched juveniles have the general characteristics of adults, and they are proposed to have the same feeding habits. Its natural diet is composed mainly of animals' items rather than vegetals, of which dipteran larvae and oligochaetes are positively selected. However, the oscillations of the hydric cycle imply an adequacy of its selection according to prey availability in all seasons and moments of the ontogenetic development. This work verifies the predation behavior and the ontogenetic predation capacity of M. borellii feeding on three preys (cladoceran, dipteran larvae and oligochaetes) of different bioforms and mobility that represent its natural diet. The prawns were placed individually in containers where was offered one prey type in increasing amounts every 48 hours until any prawn ate the total amount offered. The predation behavior was recorded, and the amount consumed was verified after 24 hours. Both sizes of M. borellii were capable of preying on all food items used in this study. The search and catch was always made with the second queliped, suggesting a non-visual prey perception, and the handling was different for each prey. Cladoceran was the most consumed, followed by dipteran larvae and oligochaetes. The results show that, in both sizes, M. borellii has a trophic plasticity due to its capacity to prey on a variety of bioforms with differing mobility. This capacity could favor the ability of prawns to select the most profitable prey according to the changes in abiotic and ecological factors

Ontogenetic predation capacity of Macrobrachium borellii (Caridea: Palaemonidae) on prey from littoral-benthic communities

Macrobrachium borellii is an abundant prawn of the Paraná River floodplain. Newly hatched juveniles have the general characteristics of adults, and they are proposed to have the same feeding habits. Its natural diet is composed mainly of animals' items rather than vegetals, of which dipteran larvae and oligochaetes are positively selected. However, the oscillations of the hydric cycle imply an adequacy of its selection according to prey availability in all seasons and moments of the ontogenetic development. This work verifies the predation behavior and the ontogenetic predation capacity of M. borellii feeding on three preys (cladoceran, dipteran larvae and oligochaetes) of different bioforms and mobility that represent its natural diet. The prawns were placed individually in containers where was offered one prey type in increasing amounts every 48 hours until any prawn ate the total amount offered. The predation behavior was recorded, and the amount consumed was verified after 24 hours. Both sizes of M. borellii were capable of preying on all food items used in this study. The search and catch was always made with the second queliped, suggesting a non-visual prey perception, and the handling was different for each prey. Cladoceran was the most consumed, followed by dipteran larvae and oligochaetes. The results show that, in both sizes, M. borellii has a trophic plasticity due to its capacity to prey on a variety of bioforms with differing mobility. This capacity could favor the ability of prawns to select the most profitable prey according to the changes in abiotic and ecological factors

Trophic ecology of the freshwater prawn, Pseudopalaemon bouvieri (Decapoda: Palaemonidae) in Northeastern Argentina, with remarks on population structure.

Freshwater decapod crustaceans are important components of food webs in these environments, but little is known about the diet of species that live in tropical waters. We studied the feeding ecology of the prawn Pseudopalaemon bouvieri and its population structure in two different areas with six lagoons, with a different composition and abundance of aquatic macrophytes. At each site of macrophytes banks, 18 prawns sample was collected with a hand net (1mm mesh size) from 1m². In the laboratory, prawns cephalothorax length was measured, sex determined, and a total of 208 stomachs were examined for food items. Our results showed that the population abundance varied between 10 ind/m2 and 1 411 ind/m2. The cephalothorax length ranged between 6mm and 21mm, and the male:female ratio varied between 0.3 and 1.0, with a higher proportion of ovigerous females (21%) in area one than area two. P. bouvieri is omnivorous, and its diet was principally based on algae, plant remains, Protozoa, Rotifera, Oligochaeta, Crustacea, Insecta, detritus and other items. The analysis of the stomach content did not reveal any significant difference in the diet between juveniles and adults, and males and females of both areas consumed a similar diet (Kruskal-Wallis test p=0.8273). We concluded that the dietary items consumed by prawns and the niche breadth were similar between the two areas, although the proportion of items consumed varied between lagoons of both areas. The density of P. bouvieri was different between areas, but the size of cephalothorax (CL) was similarLos crustáceos decápodos de agua dulce son un componente importante de la cadena trófica, pero poco se sabe sobre la dieta de las especies que viven en aguas tropicales. Nosotros estudiamos la ecología alimentaria del camarón Pseudopalaemon bouvieri y la estructura de su población en dos áreas diferentes con seis lagunas, con una diferente composición y abundancia de macrófitas acuáticas. En cada sitio poblado con macrófitas, se tomaron 18 muestras con una red manual (1mm de tamaño de malla) de 1m². En laboratorio, se midió la longitud de cefalotórax de los camarones y se determinó el sexo. Asimismo, fueron examinados un total de 208 estómagos para determinar su alimentación. Nuestros resultados mostraron que la abundancia de la población varió entre 10 ind/m2 y 1 411 ind/ m2. La longitud de cefalotórax osciló entre 6 y 21mm, y la razón macho:hembra varió entre 0.3 y 1.0, con una mayor proporción de hembras ovígeras (21%) en el área 1 que en el área 2. P. bouvieri es omnívoro y su alimentación se basa principalmente en algas, restos de plantas, protozoos, rotíferos, Oligochaeta, crustáceos, Insecta, detrito y otros ítems. El análisis del contenido estomacal no reveló ninguna diferencia significativa en la dieta entre juveniles y adultos, y los machos y hembras de ambas áreas consumieron una dieta similar (Kruskal-Wallis, p=0.8273). Nosotros concluimos que los ítems alimentarios consumidos por los camarones y la amplitud de nicho fueron similares entre las dos áreas, aunque la proporción de ítems consumidos varió entre lagunas de ambas áreas. La densidad de P. bouvieri fue diferente entre áreas, pero el tamaño del cefalotórax (CL) fue similar

Trophic ecology of the freshwater prawn, Pseudopalaemon bouvieri (Decapoda: Palaemonidae) in Northeastern Argentina: with remarks on population structure

Freshwater decapod crustaceans are important components of food webs in these environments, but little is known about the diet of species that live in tropical waters. We studied the feeding ecology of the prawn Pseudopalaemon bouvieri and its population structure in two different areas with six lagoons, with a different composition and abundance of aquatic macrophytes. At each site of macrophytes banks, 18 prawns sample was collected with a hand net (1mm mesh size) from 1m². In the laboratory, prawns cephalothorax length was measured, sex determined, and a total of 208 stomachs were examined for food items. Our results showed that the population abundance varied between 10 ind/m² and 1 411 ind/m². The cephalothorax length ranged between 6mm and 21mm, and the male:female ratio varied between 0.3 and 1.0, with a higher proportion of ovigerous females (21%) in area one than area two. P. bouvieri is omnivorous, and its diet was principally based on algae, plant remains, Protozoa, Rotifera, Oligochaeta, Crustacea, Insecta, detritus and other items. The analysis of the stomach content did not reveal any significant difference in the diet between juveniles and adults, and males and females of both areas consumed a similar diet (Kruskal-Wallis test p=0.8273). We concluded that the dietary items consumed by prawns and the niche breadth were similar between the two areas, although the proportion of items consumed varied between lagoons of both areas. The density of P. bouvieri was different between areas, but the size of cephalothorax (CL) was similar