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Effects of Growth Form and Functional Traits on Response of Woody Plants to Clearing and Fragmentation of Subtropical Rainforest

Authors


Abstract

The conservation implications of large-scale rainforest clearing and fragmentation on the persistence of functional and taxonomic diversity remain poorly understood. If traits represent adaptive strategies of plant species to particular circumstances, the expectation is that the effect of forest clearing and fragmentation will be affected by species functional traits, particularly those related to dispersal. We used species occurrence data for woody plants in 46 rainforest patches across 75,000 ha largely cleared of forest by the early 1900s to determine the combined effects of area reduction, fragmentation, and patch size on the taxonomic structure and functional diversity of subtropical rainforest. We compiled species trait values for leaf area, seed dry mass, wood density, and maximum height and calculated species niche breadths. Taxonomic structure, trait values (means, ranges), and the functional diversity of assemblages of climbing and free-standing plants in remnant patches were quantified. Larger rainforest patches had higher species richness. Species in smaller patches were taxonomically less related than species in larger patches. Free-standing plants had a high percentage of frugivore dispersed seeds; climbers had a high proportion of small wind-dispersed seeds. Connections between the patchy spatial distribution of free-standing species, larger seed sizes, and dispersal syndrome were weak. Assemblages of free-standing plants in patches showed more taxonomic and spatial structuring than climbing plants. Smaller isolated patches retained relatively high functional diversity and similar taxonomic structure to larger tracts of forest despite lower species richness. The response of woody plants to clearing and fragmentation of subtropical rainforest differed between climbers and slow-growing mature-phase forest trees but not between climbers and pioneer trees. Quantifying taxonomic structure and functional diversity provides an improved basis for conservation planning and management by elucidating the effects of forest-area reduction and fragmentation.

Efectos de la Forma de Crecimiento y Atributos Funcionales en la Respuesta de Plantas Leñosas al Desmonte y Fragmentación de Bosque Lluvioso Subtropical

Resumen

Las implicaciones para la conservación de la tala de selvas húmedas a gran escala y la fragmentación sobre la persistencia de la diversidad taxonómica y funcional permanecen pobremente entendidas. Si los atributos representan estrategias adaptativas de especies vegetales a circunstancias particulares, se esperaría que el efecto de la tala de bosques y la fragmentación se viera afectado por los rasgos funcionales de las especies, particularmente aquellos relacionados con la dispersión. Usamos datos de ocurrencia de especies para plantas leñosas en 46 selvas húmedas a lo largo de 75, 000 ha en su mayoría taladas a principios de los 1900s para determinar los efectos combinados de la reducción de área, la fragmentación y el tamaño de la arboleda sobre la estructura taxonómica y la diversidad funcional del bosque húmedo subtropical. Compilamos valores de rasgos de especies por área de hoja, masa seca de la semilla, densidad de la madera y altura máxima y amplitud de nichos de especie. La estructura taxonómica, los valores de rasgos (medias, rangos) y la diversidad funcional de los ensambles de plantas trepadoras y de pie en arboledas residuales fueron cuantificados. Los parches más grandes tuvieron una mayor riqueza de especies. Las especies en arboledas más pequeñas estuvieron menos relacionadas taxonómicamente con las especies de arboledas más grandes. Las plantas que se encontraron de pie tuvieron un alto porcentaje de semillas dispersadas por frugívoros; las trepadoras tuvieron una proporción alta de semillas pequeñas y dispersadas por el viento. Las conexiones entre la distribución irregular y espacial de las especies que se encontraron de pie, tamaños más grandes de semillas y el síndrome de dispersión fueron débiles. Los ensambles de plantas de pie en los parches mostraron una estructura taxonómica y espacial mayor a la de las plantas trepadoras. Arboledas más pequeñas y aisladas retuvieron una diversidad funcional relativamente alta y una estructura taxonómica similar a la de transectos de bosque a pesar de la menor riqueza de especies. La respuesta de las plantas leñosas a la tala y la fragmentación del bosque húmedo subtropical fue diferente entre trepadoras y árboles de lento crecimiento y en fase madura, pero no entre árboles pioneros. Cuantificar la estructura taxonómica y la diversidad funcional proporciona una mejor base para la planeación y administración de la conservación al dilucidar los efectos de la reducción y fragmentación de áreas boscosas.

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