An analysis of above-ground biomass recovery during secondary succession in forest sites and plots, covering the major environmental gradients in the Neotropics. More than half the world's tropical forests are the product of secondary growth, following anthropogenic disturbance. It is therefore important to know how quickly these secondary forests recover sufficiently to provide ecosystem services equivalent to those of old-growth forest. These authors focus on carbon sequestration in Neotropical forests, and find that carbon uptake is much higher than in old-growth forest, allowing recovery to 90% of the carbon stocks in an average of 66 years, but there is also wide variation in recovery potential. This knowledge could help assess the implications of forest loss — and potential for recovery — in different areas. Land-use change occurs nowhere more rapidly than in the tropics, where the imbalance between deforestation and forest regrowth has large consequences for the global carbon cycle1. However, considerable uncertainty remains about the rate of biomass recovery in secondary forests, and how these rates are influenced by climate, landscape, and prior land use2,3,4. Here we analyse aboveground biomass recovery during secondary succession in 45 forest sites and about 1,500 forest plots covering the major environmental gradients in the Neotropics. The studied secondary forests are highly productive and resilient. Aboveground biomass recovery after 20 years was on average 122 megagrams per hectare (Mg ha−1), corresponding to a net carbon uptake of 3.05 Mg C ha−1 yr−1, 11 times the uptake rate of old-growth forests. Aboveground biomass stocks took a median time of 66 years to recover to 90% of old-growth values. Aboveground biomass recovery after 20 years varied 11.3-fold (from 20 to 225 Mg ha−1) across sites, and this recovery increased with water availability (higher local rainfall and lower climatic water deficit). We present a biomass recovery map of Latin America, which illustrates geographical and climatic variation in carbon sequestration potential during forest regrowth. The map will support policies to minimize forest loss in areas where biomass resilience is naturally low (such as seasonally dry forest regions) and promote forest regeneration and restoration in humid tropical lowland areas with high biomass resilience.

Models reveal the high carbon mitigation potential of tropical forest regeneration.

Abstract Aim Tropical forests store 25% of global carbon and harbour 96% of the world's tree species, but it is not clear whether this high biodiversity matters for carbon storage. Few studies have teased apart the relative importance of forest attributes and environmental drivers for ecosystem functioning, and no such study exists for the tropics. Location Neotropics. Methods We relate aboveground biomass ( AGB ) to forest attributes (diversity and structure) and environmental drivers (annual rainfall and soil fertility) using data from 144,000 trees, 2050 forest plots and 59 forest sites. The sites span the complete latitudinal and climatic gradients in the lowland Neotropics, with rainfall ranging from 750 to 4350 mm year −1 . Relationships were analysed within forest sites at scales of 0.1 and 1 ha and across forest sites along large‐scale environmental gradients. We used a structural equation model to test the hypothesis that species richness, forest structural attributes and environmental drivers have independent, positive effects on AGB . Results Across sites, AGB was most strongly driven by rainfall, followed by average tree stem diameter and rarefied species richness, which all had positive effects on AGB . Our indicator of soil fertility (cation exchange capacity) had a negligible effect on AGB , perhaps because we used a global soil database. Taxonomic forest attributes (i.e. species richness, rarefied richness and Shannon diversity) had the strongest relationships with AGB at small spatial scales, where an additional species can still make a difference in terms of niche complementarity, while structural forest attributes (i.e. tree density and tree size) had strong relationships with AGB at all spatial scales. Main conclusions Biodiversity has an independent, positive effect on AGB and ecosystem functioning, not only in relatively simple temperate systems but also in structurally complex hyperdiverse tropical forests. Biodiversity conservation should therefore be a key component of the UN Reducing Emissions from Deforestation and Degradation strateg y.

Tropical secondary forests recover quickly (decades) in tree species richness but slowly (centuries) in species composition.

Tropical forests disappear rapidly because of deforestation, yet they have the potential to regrow naturally on abandoned lands. We analyze how 12 forest attributes recover during secondary succession and how their recovery is interrelated using 77 sites across the tropics. Tropical forests are highly resilient to low-intensity land use; after 20 years, forest attributes attain 78% (33 to 100%) of their old-growth values. Recovery to 90% of old-growth values is fastest for soil (<1 decade) and plant functioning (<2.5 decades), intermediate for structure and species diversity (2.5 to 6 decades), and slowest for biomass and species composition (>12 decades). Network analysis shows three independent clusters of attribute recovery, related to structure, species diversity, and species composition. Secondary forests should be embraced as a low-cost, natural solution for ecosystem restoration, climate change mitigation, and biodiversity conservation.

Knowledge about the biogeographic affinities of the world's tropical forests helps to better understand regional differences in forest structure, diversity, composition, and dynamics. Such understanding will enable anticipation of region-specific responses to global environmental change. Modern phylogenies, in combination with broad coverage of species inventory data, now allow for global biogeographic analyses that take species evolutionary distance into account. Here we present a classification of the world's tropical forests based on their phylogenetic similarity. We identify five principal floristic regions and their floristic relationships: (i) Indo-Pacific, (ii) Subtropical, (iii) African, (iv) American, and (v) Dry forests. Our results do not support the traditional neo- versus paleotropical forest division but instead separate the combined American and African forests from their Indo-Pacific counterparts. We also find indications for the existence of a global dry forest region, with representatives in America, Africa, Madagascar, and India. Additionally, a northern-hemisphere Subtropical forest region was identified with representatives in Asia and America, providing support for a link between Asian and American northern-hemisphere forests.

Tropical dry forests (TDFs) are ecosystems of high biocultural value, in which agroforestry systems (AFSs) have been essential in their management and conservation. We aimed to characterize agroforestry practices and analyze their capacity to conserve perennial plant diversity. In addition, we sought to evaluate how the management of TDFs as AFSs, together with their regeneration, influences species diversity and vegetation structure in a landscape with AFSs and TDFs in different conservation states. We compared the species diversity and basal area (BA) of plants in active and fallow AFSs at different regeneration stages in Zacualpan, Colima, Mexico. We found that AFSs harbored 71% of species richness (0D), forming a mosaic that contributed to the gamma diversity (124 species) of TDFs in the area. AFSs supported 23 endemic and 12 protected species. TDFs, active and advanced regeneration AFSs, had the highest number of useful species and diversity. Species richness (0D) in management categories increased as succession progressed, but not the BA, possibly due to frequent browsing and wood and firewood extraction. However, BA may be related to the management of useful trees maintained through agroforestry practices. We suggest increasing the matrix quality through a mosaic of active and fallow AFSs to promote ecological connectivity and biodiversity conservation.

Antecedentes: Los sistemas agroforestales tradicionales (SAF) son capaces de mantener la diversidad vegetal nativa mediante diferentes prácticas campesinas. Preguntas: ¿En qué medida los SAF mantienen la composición, diversidad y abundancia de plantas perennes? ¿Qué variaciones hay entre distintos tipos de vegetación? Especies de estudio: Plantas perennes presentes en SAF asociados a bosques de cactáceas columnares, bosques templados, bosques espinosos, matorrales rosetófilos y selvas bajas caducifolias. Sitio y años de estudio: 13 comunidades del Valle de Tehuacán-Cuicatlán, en Oaxaca y Puebla, México. Revisión de trabajos y datos propios publicados entre 2010 y 2020. Métodos: Evaluamos la composición florística, capacidad de conservación de diversidad y abundancia de individuos mediante un análisis de redundancia, la estimación de números efectivos de especies y modelos lineales generalizados en 30 SAF y 30 muestreos de la vegetación silvestre de la que derivan. Resultados: Los SAF analizados son capaces de mantener 68 % de la riqueza de especies y 34 % de los individuos de plantas perennes presentes en la vegetación silvestre circundante. Los SAF y la vegetación silvestre son semejantes en términos de composición y diversidad de especies, aunque en el caso del bosque espinoso hay una clara reducción del número de especies y un cambio en la composición. La abundancia de individuos es notoriamente menor en los SAF. Conclusiones: Los SAF son una alternativa capaz de resguardar una parte significativa de la diversidad vegetal nativa. La justa valoración y la promoción del manejo campesino agroecológico mediante SAF debe ser considerado en las políticas de conservación.