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  • Tree recruitment failure in...
    Arasa‐Gisbert, Ricard; Arroyo‐Rodríguez, Víctor; Galán‐Acedo, Carmen; Meave, Jorge A.; Martínez‐Ramos, Miguel; Chen, Han

    The Journal of ecology, June 2021, 2021-06-00, 20210601, Letnik: 109, Številka: 6
    Journal Article

    Land‐use change threatens biodiversity in tropical landscapes, but its impact on rainforest regeneration remains poorly known. In fact, the landscape‐scale patterns driving the diversity of regenerating plants within forest fragments have been rarely explored, and we are uncertain whether such drivers vary across regions with different land‐use change patterns. We assessed the effect of landscape composition (forest cover and matrix openness) and configuration (forest patch density) on species diversity of sapling assemblages (trees ≥30 cm height and <1 cm diameter) in old‐growth forest fragments from three Mexican rainforest regions with different disturbance levels (n = 20 landscapes per region). We separately assessed old‐growth forest specialists (OGS) and forest generalist (FG) species to test the hypotheses that: (a) OGS species show recruitment limitation (‘loser’ species), and can therefore be negatively impacted by landscape changes, especially by forest loss and matrix openness in more deforested regions; and (b) FG species can regenerate and even proliferate in more disturbed landscapes (‘winner’ species). We recorded ~24,000 plants from 415 species. Landscape composition showed stronger effects than landscape configuration. The diversity of OGS species generally decreased in more deforested landscapes dominated by open matrices, and FG species followed the opposite response, especially in the regions with high‐to‐intermediate degree of disturbance. Overall, forest fragmentation (patch density) showed weak or no effects on species diversity, especially after controlling for forest cover effects (i.e. fragmentation per se). In contrast to the fragmentation threshold hypothesis, the effect of fragmentation was independent of the regional context. Moreover, FG species were affected by landscape attributes operating at larger scales than OGS species. Synthesis. Our findings support our hypotheses, and suggest that forest loss and matrix openness, not fragmentation per se, can cause the recruitment failure of tree assemblages in highly deforested rainforests. This can be related to source and dispersal limitation in more deforested landscapes with treeless matrices. Therefore, to promote the regenerative potential (resilience) of forest patches in human‐modified tropical landscapes, conservation programs should focus on preventing forest loss (even the smallest forest patches) and improving matrix quality with treed elements, particularly in highly deforested tropical regions. Resumen El cambio de uso del suelo amenaza la biodiversidad de los paisajes tropicales, pero se sabe poco sobre el impacto de este proceso sobre la regeneración del bosque. De hecho, apenas se han explorado los patrones paisajísticos que determinan la diversidad de las plantas que están en la fase de regeneración en fragmentos de bosque, y no está claro si estos factores varían entre regiones que tienen diferentes patrones de cambio de uso del suelo. En este estudio evaluamos los efectos de dos atributos del paisaje, la composición (i.e., la cobertura forestal y el grado de abertura de la matriz) y la configuración (i.e., la densidad de parches de bosque), sobre la diversidad de especies en ensambles de brinzales (árboles ≥ 30 cm de altura y < 1 cm diámetro) en fragmentos de bosque maduro en tres regiones de bosque tropical lluvioso en México que tienen diferentes niveles de perturbación (n = 20 paisajes por región). Evaluamos de manera separada a las especies especialistas de bosque maduro (OGS) y a las especies generalistas de bosque (FG) para probar las hipótesis de que: (i) las especies OGS muestran limitación en el reclutamiento (‘especies perdedoras’), y por lo tanto pueden sufrir un impacto negativo por los cambios en el paisaje, sobre todo por la pérdida del bosque y la apertura de la matriz en regiones más deforestadas; y (ii) las especies FG se pueden regenerar e incluso proliferar en paisajes más perturbados (‘especies ganadoras’). Registramos ~24,000 plantas pertenecientes a 415 especies. Encontramos efectos más fuertes para la composición del paisaje que para su configuración. Comúnmente, la diversidad de especies OGS decreció en los paisajes más deforestados dominados por matrices abiertas, mientras que las especies FG tuvieron una respuesta opuesta, especialmente en las regiones con niveles intermedios o altos de disturbio. En general, la fragmentación del bosque (densidad de parches) tuvo efectos débiles o inexistentes sobre la diversidad de especies, especialmente cuando se controlaron los efectos de la cobertura de bosque (i.e., la fragmentación per se). En contraste con la hipótesis del umbral de fragmentación, el efecto de la fragmentación fue independiente del contexto regional. Además, las especies FG fueron más afectadas por atributos del paisaje que operan a escalas más grandes que las especies OGS. Síntesis. Nuestros hallazgos apoyan nuestras hipótesis y sugieren que tanto la pérdida de bosque como la apertura de la matriz, pero no la fragmentación per se, pueden hacer que falle el reclutamiento de ensambles de árboles en áreas muy deforestadas de bosque tropical lluvioso. Esto puede estar relacionado con la limitación en la fuente y en la dispersión en paisajes más deforestados con matrices desprovistas de árboles. Por lo tanto, para promover el potencial de regeneración (la resiliencia) de los parches de bosque que están presentes en paisajes tropicales modificados por la actividad humana, los programas de conservación deben enfocarse en la prevención de la pérdida del bosque (incluyendo a los parches más pequeños de bosque) y en la mejora de la calidad de la matriz con elementos arbolados, particularmente en regiones tropicales muy deforestadas. Forest loss and open matrices decrease the diversity of saplings of old‐growth forest specialist species in rainforest patches within intermediate to highly deforested landscapes. In contrast, forest generalist species are favoured by these landscape changes. Our results suggest a replacement of old‐growth forest specialist species by forest generalist species in the sapling community, leading to the taxonomic impoverishment of the regenerating community in rainforest remnants in human‐modified tropical landscapes.