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Shade-Coffee Plantations as Refuges for Tropical Wild Orchids in Central Veracruz, Mexico

Authors

  • LISLIE SOLIS-MONTERO,

    Corresponding author
    1. Departamento de Química y Biología, Universidad de las Américas—Puebla Sta. Catarina Mártir s/n, Cholula, Puebla, Mexico
      ‡Current address: Herbario, ECOSUR, Carretera Panamericana y Periférico Sur s/n, C.P. 29290, Barrio de María Auxiliadora, San Cristóbal de las Casas, Chiapas, Mexico, email lsolis@sclc.ecosur.mx or lisliesol@yahoo.com
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  • ALEJANDRO FLORES-PALACIOS,

    Corresponding author
    1. Departamento de Ecología Vegetal, Instituto de Ecología A. C. Apartado Postal 63, Xalapa, 91000, Veracruz, Mexico
      §Current address: CEAMISH Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Av. Universidad 1001, Cuernavaca, Morelos, 62000 Mexico.
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  • ANDREA CRUZ-ANGÓN

    1. Departamento de Ecología Vegetal, Instituto de Ecología A. C. Apartado Postal 63, Xalapa, 91000, Veracruz, Mexico
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‡Current address: Herbario, ECOSUR, Carretera Panamericana y Periférico Sur s/n, C.P. 29290, Barrio de María Auxiliadora, San Cristóbal de las Casas, Chiapas, Mexico, email lsolis@sclc.ecosur.mx or lisliesol@yahoo.com

§Current address: CEAMISH Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Av. Universidad 1001, Cuernavaca, Morelos, 62000 Mexico.

Abstract

Abstract: In central Veracruz, Mexico, coffee plantations have replaced large areas of lower montane cloud forest. Shade-coffee plantations with high levels of structural diversity provide refuge for forest-dependent biota (e.g., birds and insects). Orchids typical of natural forest may also be found in the canopy of shade-coffee agroecosystems. It is not known, however, whether these are relicts from the original forest vegetation or if the plantations themselves provide the necessary conditions to support a self-sustained orchid population. We studied the population structure of the epiphytic orchids Jacquiniella teretifolia (Sw.) Britton & Willson, Scaphyglottis livida (Lindl.) Schltr., and Maxillaria densa Lindl. in a shade-coffee plantation (commercial polyculture) in central Veracruz. We also studied the previously undescribed reproductive biology of the latter two species. Our results show that the three orchid species had high population densities (>800 plants/ha). In our study site, 50% to 68% of the orchid plants of the target species were young individuals (less than five shoots). Reproductive structures were present in 80% of individuals larger than 30 shoots in the three species. M. densa is self-incompatible, and the fruit set obtained from cross pollination (42.7%) was higher than that obtained from natural pollination (18.2%), suggesting that this species could be pollinator limited. S. livida is autocompatible, not autogamous, and was not pollinator limited. Our results show that the coffee plantation had abundant orchid populations with log-normal size/age structures. Two of the target species, M. densa and S. livida, depend on pollinators to reproduce. It is clear that pollinators that allow orchids to set a high proportion of fruits persist in shade-coffee plantations. Coffee plantations may not replace the original conditions of a forest, but it is possible that these and other orchid species survive and reproduce in coffee plantations that provide appropriate microclimate conditions for the plants, including pollinators.

Abstract

Resumen: En el centro de Veracruz, México, las plantaciones de café han reemplazado a extensas áreas de bosque nublado montano. Las plantaciones cafetaleras de sombra con altos niveles de diversidad estructural proporcionan refugio a biota dependiente de bosques (e. g., aves e insectos). En el dosel de agroecosistemas de café de sombra también se pueden encontrar orquídeas típicas de bosques naturales. Sin embargo, no se conoce si son relictos de la vegetación del bosque original o si las plantaciones mismas proporcionan los recursos necesarios para soportar a una población de orquídeas auto sostenida. Estudiamos la estructura de la población de orquídeas epifitas Jacquiniella teretifolia (Sw.) Britton & Willson, Scaphyglottis livida (Lindl.) Schltr y Maxillaria densa Lindl en una plantación de café de sombra (policultivo comercial) en el centro de Veracruz. También estudiamos la biología reproductiva, no descrita previamente, de las últimas dos especies. Nuestros resultados muestran que las tres especies de orquídea tuvieron densidades poblacionales altas (>800 plantas/ha). En nuestro sitio de estudio, entre 50% y 68% de las plantas de las especies estudiadas eran individuos jóvenes (menos de cinco rebrotes). En las tres especies hubo presencia de estructuras reproductivas en 80% de los individuos con más de 30 rebrotes. M. densa es auto incompatible, y el conjunto de frutos obtenido por polinización cruzada (42.7%) fue mayor que el obtenido por polinización natural (18.2%), lo que sugiere que esta especie puede estar limitada por polinizadores. S. livida es autocompatible no autogama, y no fue limitada por polinizadores. Nuestros resultados muestran que la plantación de café tenía poblaciones de orquídeas abundantes con estructuras tamaño/edad log normales. Dos de las especies, M. densa y S. livida, dependen de polinizadores para su reproducción. Es claro que los polinizadores que permiten una alta proporción de frutos a las orquídeas persisten en las plantaciones. Puede que las plantaciones de café no sustituyan las condiciones originales de un bosque, pero es posible que estas, y otras, especies de orquídeas sobrevivan y se reproduzcan en plantaciones de café que proporcionen condiciones microclimáticas adecuadas, incluyendo polinizadores, para las plantas.

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