Relative Importance of the Area and Shape of Patches to the Diversity of Multiple Taxa

Authors


‡ email yamaura@affrc.go.jp

Abstract

Abstract: Although enhancing reserve shape has been suggested as an alternative to enlarging nature reserves, the importance of reserve shape relative to reserve area remains unclear. Here we examined the relative importance of area and shape of forest patches to species richness, species composition, and species abundance (abundance of each species) for 3 taxa (33 birds, 41 butterflies, and 91 forest-floor plants) in a fragmented landscape in central Hokkaido, northern Japan. We grouped the species according to their potential edge responses (interior-, neutral-, and edge-species groups for birds and forest-floor plants, woodland- and open-land-species groups for butterflies) and analyzed them separately. We used a shape index that was independent of area as an index of shape circularization. Hierarchical partitioning and variation partitioning revealed that patch area was generally more important than patch shape for species richness and species composition of birds and butterflies. For forest-floor plants, effects of patch area and shape were small, whereas effects of local forest structure were large. Patch area and circularization generally increased abundances of interior species of birds and forest-floor plants and woodland species of butterflies. Nevertheless, only patch circularization increased abundances of 1 woodland species of butterfly and 2 and 6 interior species of birds and forest-floor plants, respectively. We did not find any significant interaction effects between patch area and shape. Our results suggest that although reserves generally should be large and circular, there is a trade-off between patch area and shape, which should be taken into consideration when managing reserves.

Abstract

Resumen: Aunque se ha sugerido a la mejora de la forma de una reserva como una alternativa para agrandar reservas naturales, la importancia de la forma de la reserva en relación con la superficie del área no es clara hasta la fecha. Aquí, examinamos la importancia relativa de la superficie y la forma de fragmentos de bosque para la riqueza, composición y abundancia de especies (abundancia de cada especie) de tres taxa (33 aves, 41 mariposas, y 91 plantas del suelo de bosque) en un paisaje fragmentado en Hokkaido, al norte de Japón. Agrupamos a las especies de acuerdo con su respuesta potencial al borde (grupos de especies de interior, neutrales y de borde para aves y plantas, grupos de especies de bosque y de áreas abiertas para mariposas) y las analizamos por separado. Utilizamos un índice de forma que era independiente de la superficie como un índice de circularización de forma. La partición jerárquica y la partición de variación revelaron que la superficie del fragmento fue más importante que la forma del fragmento para la riqueza y composición de especies de aves y mariposas. Los efectos de la forma y la superficie del fragmento fueron pequeños para las plantas, mientras que los efectos de la estructura local del bosque fueron grandes. La superficie y la circularización del fragmento generalmente incrementaron las abundancias de especies de aves y plantas de interior y las de especies de mariposas de bosque. Sin embargo, la circularización del fragmento incrementó la abundancia de una especie de mariposa de bosque y dos y seis especies de aves y plantas de interior, respectivamente. No encontramos efectos de interacción significativos entre la superficie y la forma del fragmento. Nuestros resultados sugieren que aunque las reservas generalmente debieran ser extensas y circulares, hay una compensación entre la superficie y la forma del fragmento que debería ser tomada en consideración por la gestión de reservas.

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