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Effects of Pioneer Tree Species Hyperabundance on Forest Fragments in Northeastern Brazil

Authors


email mtrelli@ufpe.br.

Abstract

Abstract: Despite many studies on fragmentation of tropical forests, the extent to which plant and animal communities are altered in small, isolated forest fragments remains obscure if not controversial. We examined the hypothesis that fragmentation alters the relative abundance of tree species with different vegetative and reproductive traits. In a fragmented landscape (670 km2) of the Atlantic Forest of northeastern Brazil, we categorized 4056 trees of 182 species by leafing pattern, reproductive phenology, and morphology of seeds and fruit. We calculated relative abundance of traits in 50 1-ha plots in three types of forest configurations: forest edges, small forest fragments (3.4–83.6 ha), and interior of the largest forest fragment (3500 ha, old growth). Although evergreen species were the most abundant across all configurations, forest edges and small fragments had more deciduous and semideciduous species than interior forest. Edges lacked supra-annual flowering and fruiting species and had more species and stems with drupes and small seeds than small forest fragments and forest interior areas. In an ordination of species similarity and life-history traits, the three types of configurations formed clearly segregated clusters. Furthermore, the differences in the taxonomic and functional (i.e., trait-based) composition of tree assemblages we documented were driven primarily by the higher abundance of pioneer species in the forest edge and small forest fragments. Our work provides strong evidence that long-term transitions in phenology and seed and fruit morphology of tree functional groups are occurring in fragmented tropical forests. Our results also suggest that edge-induced shifts in tree assemblages of tropical forests can be larger than previously documented.

Abstract

Resumen: A pesar de muchos estudios sobre la fragmentación de bosques tropicales, aun permanece oscura, sí no controversial, la medida en que las comunidades de plantas y animales son alteradas en fragmentos de bosque pequeños, aislados. Examinamos la hipótesis de que la fragmentación altera la abundancia relativa de especies de árboles con diferentes atributos vegetativos y reproductivos. En un paisaje fragmentado (670 km2) del Bosque Atlántico en el noreste de Brasil, clasificamos 4056 árboles de 182 especies por su fenología foliar, fenología reproductiva y morfología de semillas y frutos. Calculamos la abundancia relativa de atributos en 50 parcelas de 1ha en tres tipos de configuración de bosque: bordes de bosque, fragmentos pequeños de bosque (3.4–83.6 ha) e interior del fragmento de bosque más grande (3500 ha). Aunque las especies siempre verdes fueron las más abundantes en todas las configuraciones, los bordes bosque y los fragmentos pequeños tuvieron más especies deciduas y semideciduas que el interior del bosque. Los bordes carecieron de especies de floración y fructificación supra-anual y tuvieron más especies y tallos con drupas y semillas pequeñas que los fragmentos pequeños y el interior del bosque. En una ordenación de la similitud de especies y de atributos de la historia de vida, los 3 tipos de configuración formaron grupos claramente segregados. Más aun, las diferencias en la composición taxonómica y funcional (i.e., basado en atributos) de los ensambles de árboles que documentamos fueron guiadas principalmente por la mayor abundancia de especies pioneras en el borde del bosque y en los fragmentos pequeños. Nuestro trabajo proporciona fuerte evidencia de que en los fragmentos de bosques tropicales están ocurriendo transiciones a largo plazo en la fenología y morfología de semilla y frutos de grupos funcionales de árboles. Nuestros resultados también sugieren que los cambios en ensambles de árboles inducidos por el borde pueden ser mayores a los documentados previamente.

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