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Do Species Sorting and Mass Effects Drive Assembly in Tropical Agroecological Landscape Mosaics?

Authors


Abstract

Recent assessments of biodiversity in tropical agroecosystems have revealed surprisingly high functional and taxonomic diversity in systems with low management intensity. This biodiversity is the product of community assembly. Because agroecosystems are novel ecosystems and occur in landscape mosaics, the assembly processes generating communities in agroecosystems are poorly resolved. Broadly, two models have been proposed to explain landscape assembly: trade-offs in species performance across habitats (species sorting) and source-sink dynamics between habitats of differential quality (mass effects). These models are largely untested in tropical agroecosystems. We utilize an extensive data set on a tropical twig-nesting ant community from five microhabitat types in a shaded coffee agroecosystem to test for species sorting, mass effects, or a mixed model. To test among these models, we used community similarity and a variance decomposition on a focal microhabitat (a moderate-shade coffee farm) to partition community variance into spatial and environmental components. To identify the source habitat for mass effects and assess their strength, we measured dispersing alates (winged reproductives), artificial nests, and colony and nest size in shade trees and coffee. We found significant environmental and spatial signal and evidence for both species sorting and mass effects. We find sorting occurs among common species, but that mass effects are prevalent among rare species and likely originate in the shade trees. Our results indicate that both metacommunity models occur in tropical landscape mosaics, but they may not apply equally to all species in communities, habitat gradients, or timescales.

Resumen

Evaluaciones recientes sobre la diversidad en agroecosistemas tropicales han mostrado una alta diversidad taxonómica y funcional en sistemas con un bajo manejo agronómico de intensificación. Esta diversidad es el producto del ensamblaje en la comunidad. Sin embargo, debido a que los agroecosistemas son ambientes nuevos comparados con sistemas naturales, y ocurren en paisajes fragmentados, el proceso de ensamblaje que se forman en las comunidades de agroecosistemas es pobremente entendible. Dos modelos han sido propuestos para explicar el ensamblaje a nivel de paisaje: (1) Compromiso en realización de las especies a través de los hábitats (ordenamiento de especies) y (2) El dinamismo de fuente sumidero entre hábitats con calidades diferentes (efecto de masa). Estos modelos no han sido evaluados en agroecosistemas tropicales ampliamente. Utilizamos una extensa base de datos en una comunidad de hormigas tropicales que anidan en ramas de cinco microhabitats en cafetales de sombra, con el fin de evaluar ambos modelos (ordenamiento de especies y efecto de masa) o un modelo mixto. Para estudiar las diferencias entre estos modelos realizamos: análisis de similitud-comunidad y una prueba de varianza de descomposición sobre un microhábitat focal (finca de café con sombra moderada) para particionar la varianza de la comunidad en un componente espacial y ambiental. Para identificar la fuente de hábitat por efecto de masa y evaluar su solidez, medimos la dispersión de alados (reinas aladas), nidos artificiales, tamaño de nidos y colonias en árboles y plantas de café. Encontramos un significancia ambiental y espacial, así como evidencia para ambos modelos:ordenamiento de especies y efecto de masa. Así también, que el efecto de modelo de ordenamiento de especies ocurre entre las especies más comunes, mientras el efecto de masa puede ser mas entre especies raras que provienen del dosel. Nuestros resultados indican que ambos modelos de metacomunidad (ordenamiento de especies y efecto de masa) ocurren en fragmentos de paisajes tropicales, pero estos pueden no ser evaluados igualmente en todas las especies en comunidades, gradientes de hábitats o en tiempo.

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