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Keywords:

  • ants;
  • ecosystem services;
  • forest management;
  • Lake Tahoe;
  • service-providing units;
  • water infiltration;
  • urbanization
  • hormigas;
  • infiltración de agua;
  • Lago tahoe;
  • manejo de bosques;
  • servicios del ecosistema;
  • unidades proveedoras de servicio;
  • urbanización

Abstract: Research that connects the effects of urbanization on biodiversity and ecosystem services is lacking. Ants perform multifarious ecological functions that stabilize ecosystems and contribute to a number of ecosystem services. We studied responses of ant communities to urbanization in the Lake Tahoe basin by sampling sites along a gradient of urban land development. We sampled ant communities, measured vegetation characteristics, quantified human activities, and evaluated ant-community responses by grouping ants into service-providing units (SPUs), defined as a group of organisms and their populations that perform specific ecosystem services, to provide an understanding of urbanization impacts on biodiversity and their delivery of ecosystem services. Species richness and abundance peaked at intermediate levels of urban development, as did the richness of 3 types of ant SPUs (aerators, decomposers, and compilers). With increasing land development aerator and decomposer ants significantly declined in abundance, whereas compiler ants significantly increased in abundance. Competing models demonstrated that precipitation was frequently among the strongest influences on ant community structure; however, urban development and human activities also had a strong, negative influence on ants, appearing in most models with ΔAICc < 2 for species richness and abundance patterns of SPUs and generalists. Response diversity was observed within SPUs, which suggests that the corresponding ecosystem services were maintained until development reached 30–40%. Our data provide evidence that ecosystem functions, such as water infiltration and soil productivity, may be diminished at sites subject to greater levels of urbanization and that conserving ant communities and the ecosystem services they provide could be an important target in land-use planning and conservation efforts.

Resumen: La investigación que relaciona los efectos de la urbanización sobre la biodiversidad con los servicios del ecosistema es escasa. Las hormigas realizan múltiples funciones ecológicas que estabilizan los ecosistemas y contribuyen a un número de servicios del ecosistema. Estudiamos las respuestas de comunidades de hormigas a la urbanización en la cuenca del Lago Tahoe mediante muestreos a lo largo de un gradiente de desarrollo urbano. Muestreamos comunidades de hormigas, medimos características de la vegetación, cuantificamos actividades humanas y evaluamos las respuestas de la comunidad de hormigas agrupándolas en unidades proveedoras de servicio (UPS), definidas como un grupo de organismos y sus poblaciones que realizan servicios específicos, para entender los impactos de la urbanización sobre la biodiversidad y sus servicios al ecosistema. La riqueza y abundancia de especies fue mayor en niveles intermedios de desarrollo urbano, igual que la riqueza de tres tipos de UPS (aereadoras, descomponedoras y compiladoras). Con el incremento del desarrollo urbano la abundancia de las hormigas aereadoras y descomponedoras declinó significativamente, mientras que la abundancia de las compiladoras aumentó significativamente. Los modelos opuestos demostraron que la precipitación frecuentemente estaba entre las influencias más fuertes sobre la estructura de la comunidad de hormigas; sin embargo, el desarrollo urbano y las actividades humanas también tuvieron una fuerte influencia negativa sobre las hormigas, apareciendo en la mayoría de los modelos con Δ AICc < 2 para patrones de riqueza y abundancia de UPS y generalistas. La diversidad de respuestas se observó dentro de las UPS, lo cual sugiere que los servicios del ecosistema correspondientes se mantuvieron hasta que el desarrollo alcanzó 30–40%. Nuestros datos proporcionan evidencia de que los servicios del ecosistema, como la infiltración de agua y la productividad del suelo, pueden disminuir en sitios sujetos a mayores niveles de urbanización y que la conservación de las comunidades de hormigas y los servicios que proporcionan pudiera ser una meta importante de la planificación del uso de suelo y de los esfuerzos de conservación.