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Effects of Patch Size and Type of Coffee Matrix on Ithomiine Butterfly Diversity and Dispersal in Cloud-Forest Fragments

Authors

  • SANDRA B. MURIEL,

    Corresponding author
    1. Fundación EcoAndina/Wildlife Conservation Society Colombia Program, Apartado Aéreo 25527, Cali, Colombia
    2. Departamento de Biología, Universidad del Valle, Cali, Colombia
      ‡Current address: Facultad de Ciencias Agrarias, Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Carrera 48 No. 7-151, Medellin, Colombia
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  • GUSTAVO H. KATTAN

    Corresponding author
    1. Fundación EcoAndina/Wildlife Conservation Society Colombia Program, Apartado Aéreo 25527, Cali, Colombia
      §Address correspondence to G. Kattan: Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas, Pontificia Universidad Javeriana, Cali, Colombia, email gustavokattan@gmail.com
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‡Current address: Facultad de Ciencias Agrarias, Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Carrera 48 No. 7-151, Medellin, Colombia

§Address correspondence to G. Kattan: Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas, Pontificia Universidad Javeriana, Cali, Colombia, email gustavokattan@gmail.com

Abstract

Abstract: Determining the permeability of different types of landscape matrices to animal movement is essential for conserving populations in fragmented landscapes. We evaluated the effects of habitat patch size and matrix type on diversity, isolation, and dispersal of ithomiine butterflies in forest fragments surrounded by coffee agroecosystems in the Colombian Andes. Because ithomiines prefer a shaded understory, we expected the highest diversity and abundance in large fragments surrounded by shade coffee and the lowest in small fragments surrounded by sun coffee. We also thought shade coffee would favor butterfly dispersal and immigration into forest patches. We marked 9675 butterflies of 39 species in 12 forest patches over a year. Microclimate conditions were more similar to the forest interior in the shade-coffee matrix than in the sun-coffee matrix, but patch size and matrix type did not affect species richness and abundance in forest fragments. Furthermore, age structure and temporal recruitment patterns of the butterfly community were similar in all fragments, independent of patch size or matrix type. There were no differences in the numbers of butterflies flying in the matrices at two distances from the forest patch, but their behavior differed. Flight in the sun-coffee matrix was rapid and directional, whereas butterflies in shade-coffee matrix flew slowly. Seven out of 130 recaptured butterflies immigrated into patches in the shade-coffee matrix, and one immigrated into a patch surrounded by sun coffee. Although the shade-coffee matrix facilitated movement in the landscape, sun-coffee matrix was not impermeable to butterflies. Ithomiines exhibited behavioral plasticity in habitat use and high mobility. These traits favor their persistence in heterogeneous landscapes, opening opportunities for their conservation. Understanding the dynamics and resource requirements of different organisms in rural landscapes is critical for identifying management options that address both animals’ and farmers’ needs.

Abstract

ResumenLa determinación de la permeabilidad de diferentes tipos de matrices de paisaje al movimiento de animales es esencial para la conservación de poblaciones en paisajes fragmentados. Evaluamos los efectos del tamaño del fragmento de hábitat y el tipo de matriz sobre la diversidad, aislamiento y dispersión de mariposas ithomiinae en fragmentos de bosque rodeados por agroecosistemas cafeteros en los Andes colombianos. Debido a que estas mariposas prefieren un sotobosque sombreado, esperamos mayor diversidad en fragmentos grandes rodeados por café de sombra y menor diversidad en fragmentos pequeños rodeados por café de sol. También pensamos que el café de sombra favorecería la dispersión e inmigración a fragmentos de bosque. Marcamos 9675 mariposas de 39 especies en 12 fragmentos a lo largo de un año. Las condiciones microclimáticas fueron más similares al interior del bosque en el café de sombra que en la matriz de café de sol, pero el tamaño del fragmento y el tipo de matriz no afectaron la riqueza y abundancia de especies en los fragmentos de bosque. Más aun, la estructura de edades y los patrones de reclutamiento temporal de la comunidad de mariposas fueron similares en todos los fragmentos, independientemente del tamaño del fragmento o el tipo de matriz. No hubo diferencias en los números de mariposas volando en las matrices a dos distancias del fragmento de bosque, pero su conducta fue diferente. El vuelo en la matriz de café de sol fue rápido y direccional, mientras que en el café de sombra las mariposas volaban lentamente. Siete de 130 mariposas recapturadas inmigraron a fragmentos en la matriz de café de sombra y una inmigró a un parche rodeado por café de sol. Aunque la matriz de café de sombra facilitó el movimiento en el paisaje, el café de sol no fue impermeable a las mariposas. Las mariposas mostraron plasticidad conductual en el uso del hábitat y alta movilidad. Estas características favorecen su persistencia en paisajes heterogéneos, lo que abre oportunidades para su conservación. El entendimiento de la dinámica y los requerimientos de recursos de los diferentes organismos en paisajes rurales es crítico para la identificación de opciones de manejo que aborden las necesidades tanto de los animales como de los campesinos.

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