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Impact of Forest Fragmentation on Understory Plant Species Richness in Amazonia

Authors

  • Julieta Benítez-Malvido,

    Corresponding author
    1. Departamento de Ecología de los Recursos Naturales, Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México ( UNAM ), Antigua Carretera a Pátzcuaro no. 8701, Ex-Hacienda de San José de la Huerta, Morelia, Michoacán, C.P. 59180, México
    2. Biological Dynamics of Forest Fragments Project, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia ( INPA ), C.P. 478, Manaus AM 69011–970, Brasil
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  • Miguel Martínez-Ramos

    1. Departamento de Ecología de los Recursos Naturales, Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México ( UNAM ), Antigua Carretera a Pátzcuaro no. 8701, Ex-Hacienda de San José de la Huerta, Morelia, Michoacán, C.P. 59180, México
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‡email jbenitez@oikos.unam.mx

Abstract

Abstract: Forest fragmentation in the tropics severely affects large trees, but its effect on other life stages and plant life forms is poorly understood. In Central Amazonia, 9 to 19 years after fragmentation, we recorded species richness and net seedling recruitment rate in forest fragments of 1, 10, and 100 ha and in continuous forest. In 1991 all seedlings 5–100 cm tall within permanent 1-m2 plots in fragments and continuous forest were counted and grouped into tree, liana, palm, and herb life-form classes. In 1993 we manually removed all seedlings that were <1 m tall from the permanent plots. Six years and 5 months later ( 1999 ), all new seedlings recruited into the plots were counted, grouped into different life forms, and classified into distinct morphospecies. The species richness of recruited tree, liana, herb, and palm seedlings was lower in forest fragments than in continuous forest, with the 1-ha fragment having the poorest species richness. The total number of recruited individuals was 40% less than that previously present for all life forms, except lianas. Liana recruitment was 7% to 500% higher than the original abundance in the forest fragments and continuous forest. In general, species similarity was higher among fragments than between fragments and continuous forest, with the 1-ha fragment being less similar. Species rank/abundance curves showed that continuous forest species in all life forms tended to disappear in forest fragments, whereas common species in forest fragments were absent from continuous forest. Overall, our results suggest that the life-form composition and structure of the regenerative plant pool in fragments were shifting toward a species-poor seedling community. Losses of understory species diversity, but especially of tree seedlings, threaten the maintenance of rainforest biodiversity and compromise future forest regeneration.

Abstract

Resumen: La fragmentación de las selvas tropicales afecta severamente a a los árboles de gran porte, sin embargo, su efecto sobre otros estadíos y formas de vida de las plantas es poco conocido. En la Amazonia central, de 9 a 19 años después de la fragmentación, se registró la riqueza de especies y la tasa neta de reclutamiento de plántulas en fragmentos de selva de 1, 10, y 100 ha y en selva contínua. En 1991, todas las plántulas de 5–100 cm de altura dentro de cuadrantes permanentes de 1-m2 en los fragmentos y en la selva contínua, fueron contadas y agrupadas en diferentes formas de vida: árboles, lianas, palmas y hierbas. En 1993 se removieron manualmente todas las plántulas <1 m de altura dentro de los cuadrantes. Seis años y cinco meses más tarde (1999) se contaron todas las plántulas reclutadas dentro de los cuadrantes, se agruparon en diferentes formas de vida v se clasificaron en morfoespecies distintivas. La riqueza de especies de plántulas reclutadas en todas las formas de vida fue menor en los fragmentos que en la selva contínua, con el fragmento de 1 ha presentando la menor riqueza de especies. El número total de individuos reclutados fue 40% menor que los previamente presentes para todas las formas de vida, excepto lianas. El reclutamiento de lianas fué de 7 a 500% mayor que la abundancia original en los fragmentos y en la selva contínua. En general la similitud de especies fué mayor entre fragmentos que entre fragmentos y selva contínua, con el fragmento de 1-ha siendo el menos similar. Las curvas de rango/abundancia de especies, mostraron que las especies de selva contínua en todas las formas de vida tendieron a desaparecer de los fragmentos, mientras que las especies comunes en los fragmentos estuvieron ausentes en la selva contínua. En general, nuestros resultados sugieren que la composición de formas de vida y la estructura del banco regenerativo en fragmentos tienden a convertirse en una comunidad de plántulas pobre en especies. La pérdida de diversidad de especies del sotobosque, pero especialmente de plántulas de árboles, amenaza el mantenimiento de la biodiversidad y pone en peligro la regeneración futura de la selva.

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