Net average global annual uptake of atmospheric carbon dioxide by forests was 1.1 petagrams of carbon, roughly one-sixth of fossil fuel emissions.

Amazon forests are a key but poorly understood component of the global carbon cycle. If, as anticipated, they dry this century, they might accelerate climate change through carbon losses and changed surface energy balances. We used records from multiple long-term monitoring plots across Amazonia to assess forest responses to the intense 2005 drought, a possible analog of future events. Affected forest lost biomass, reversing a large long-term carbon sink, with the greatest impacts observed where the dry season was unusually intense. Relative to pre-2005 conditions, forest subjected to a 100-millimeter increase in water deficit lost 5.3 megagrams of aboveground biomass of carbon per hectare. The drought had a total biomass carbon impact of 1.2 to 1.6 petagrams (1.2 × 10 15 to 1.6 × 10 15 grams). Amazon forests therefore appear vulnerable to increasing moisture stress, with the potential for large carbon losses to exert feedback on climate change.

Introduction Recent decades have seen a major international effort to inventory tree communities in the Amazon Basin and Guiana Shield (Amazonia), but the vast extent and record diversity of these forests have hampered an understanding of basinwide patterns. To overcome this obstacle, we compiled and standardized species-level data on more than half a million trees in 1170 plots sampling all major lowland forest types to explore patterns of commonness, rarity, and richness. Methods The ~6-million-km 2 Amazonian lowlands were divided into 1° cells, and mean tree density was estimated for each cell by using a loess regression model that included no environmental data but had its basis exclusively in the geographic location of tree plots. A similar model, allied with a bootstrapping exercise to quantify sampling error, was used to generate estimated Amazon-wide abundances of the 4962 valid species in the data set. We estimated the total number of tree species in the Amazon by fitting the mean rank-abundance data to Fisher’s log-series distribution. Results Our analyses suggest that lowland Amazonia harbors 3.9 × 10 11 trees and ~16,000 tree species. We found 227 “hyperdominant” species (1.4% of the total) to be so common that together they account for half of all trees in Amazonia, whereas the rarest 11,000 species account for just 0.12% of trees. Most hyperdominants are habitat specialists that have large geographic ranges but are only dominant in one or two regions of the basin, and a median of 41% of trees in individual plots belong to hyperdominants. A disproportionate number of hyperdominants are palms, Myristicaceae, and Lecythidaceae. Discussion The finding that Amazonia is dominated by just 227 tree species implies that most biogeochemical cycling in the world’s largest tropical forest is performed by a tiny sliver of its diversity. The causes underlying hyperdominance in these species remain unknown. Both competitive superiority and widespread pre-1492 cultivation by humans are compelling hypotheses that deserve testing. Although the data suggest that spatial models can effectively forecast tree community composition and structure of unstudied sites in Amazonia, incorporating environmental data may yield substantial improvements. An appreciation of how thoroughly common species dominate the basin has the potential to simplify research in Amazonian biogeochemistry, ecology, and vegetation mapping. Such advances are urgently needed in light of the >10,000 rare, poorly known, and potentially threatened tree species in the Amazon.

Amazonia experienced lower rainfall and higher calculated carbon emissions from tree deaths than in the 2005 drought.

Atmospheric carbon dioxide records indicate that the land surface has acted as a strong global carbon sink over recent decades, with a substantial fraction of this sink probably located in the tropics, particularly in the Amazon. Nevertheless, it is unclear how the terrestrial carbon sink will evolve as climate and atmospheric composition continue to change. Here we analyse the historical evolution of the biomass dynamics of the Amazon rainforest over three decades using a distributed network of 321 plots. While this analysis confirms that Amazon forests have acted as a long-term net biomass sink, we find a long-term decreasing trend of carbon accumulation. Rates of net increase in above-ground biomass declined by one-third during the past decade compared to the 1990s. This is a consequence of growth rate increases levelling off recently, while biomass mortality persistently increased throughout, leading to a shortening of carbon residence times. Potential drivers for the mortality increase include greater climate variability, and feedbacks of faster growth on mortality, resulting in shortened tree longevity. The observed decline of the Amazon sink diverges markedly from the recent increase in terrestrial carbon uptake at the global scale, and is contrary to expectations based on models.

The role of the world's forests as a "sink" for atmospheric carbon dioxide is the subject of active debate. Long-term monitoring of plots in mature humid tropical forests concentrated in South America revealed that biomass gain by tree growth exceeded losses from tree death in 38 of 50 Neotropical sites. These forest plots have accumulated 0.71 ton, plus or minus 0.34 ton, of carbon per hectare per year in recent decades. The data suggest that Neotropical forests may be a significant carbon sink, reducing the rate of increase in atmospheric carbon dioxide.

Forests are the dominant terrestrial ecosystem on Earth. We review the environmental factors controlling their structure and global distribution and evaluate their current and future trajectory. Adaptations of trees to climate and resource gradients, coupled with disturbances and forest dynamics, create complex geographical patterns in forest assemblages and structures. These patterns are increasingly discernible through new satellite and airborne observation systems, improved forest inventories, and global ecosystem models. Forest biomass is a complex property affected by forest distribution, structure, and ecological processes. Since at least 1990, biomass density has consistently increased in global established forests, despite increasing mortality in some regions, suggesting that a global driver such as elevated CO 2 may be enhancing biomass gains. Global forests have also apparently become more dynamic. Advanced information about the structure, distribution, and biomass of the world's forests provides critical ecological insights and opportunities for sustainable forest management and enhancing forest conservation and ecosystem services.