Steeply Increasing Growth Differential Between Mixture and Monocultures of Tropical Trees

Studies of biodiversity and terrestrial ecosystem functioning have concentrated almost exclusively on temperate grasslands. To broaden the reach of biodiversity-functioning research, five fast growing species, comprising three eudicot trees and two congeneric palms (none symbiotic with nitrogen-fixing microorganisms), were grown for 13 yr in a replacement-series mixture and monocultures on a fertile soil in a high-rainfall area of lowland Costa Rica. The mixture accrued more biomass and had greater net productivity than the average, but not the most productive, monoculture. Relative Land Output (a measure of comparative yield) increased steeply. The combined evidence points to an increase in resource partitioning or facilitation among species over time. Spatial partitioning of aboveground space (for light capture) and soil (possibly for retrieval of deep nitrogen), and facilitation of phosphorus availability by one species, are mechanisms that may account for the inferred complementarity. Extending the generalized findings on biodiversity-productivity relationships from well-studied grasslands to tropical forests is warranted. Mixtures of fast growing trees can out-perform the average of their component monocultures, whether the metric is biomass accrual or productivity. The modular growth of long-lived structure enables arborescent species to retain crown space previously captured and may lead to increased spatial partitioning and facilitation of resources over time. Resumen Aumento en la diferencia de crecimiento a través del tiempo entre una mezcla y monocultivos de árboles tropicales Los estudios de biodiversidad y funcionamiento de ecosistemas terrestres se han concentrado casi exclusivamente en pastizales templados. A fin de ampliar el alcance de la investigación biodiversidad-funcionamiento, durante 13 años se estudió en el trópico húmedo de Costa Rica el comportamiento de cinco especies de crecimiento rápido en monocultivos y en una mezcla donde se mantuvo la misma densidad de individuos que en los monocultivos. Las especies fueron tres árboles eudicotas y dos palmeras del mismo género (ninguna en simbiosis con microorganismos fijadores de N), y el experimento se condujo en un sitio fértil de alta pluviometría. La mezcla de especies acumuló más biomasa y tuvo mayor productividad neta que el promedio de los monocultivos, pero no mayor que la especie más productiva. El RLO (una medida de rendimiento comparativo en base al área representada por cada e