Kryptiske interaktioner driver biodiversitetens tilbagegang nær kanten af ​​skovfragmenter

Når mennesker skærer sammenhængende tropiske skove i mindre fragmenter, økologer siger, skove langs kanten af ​​disse fragmenter har en tendens til at opleve en række ændringer (f.eks. højere temperaturer, lavere luftfugtighed), samlet kendt som "kanteffekter". En sådan kanteffekt er et fald i træartsdiversiteten. Hvad forårsager denne effekt, imidlertid, er aldrig blevet helt forstået.

En ny Yale-ledet undersøgelse finder, at svaret kan ligge i det komplekse og kryptiske forhold mellem træer og deres såkaldte "naturlige fjender."

Skrivning i journalen Naturkommunikation , et team af forskere demonstrerer, at fragmentering svækker virkningen af ​​nogle svampepatogener og insektplanteædere - specielt de specialiserede fjender, der hjælper med at bevare diversiteten i et tropisk system - hvilket gør det muligt for nogle træarter at trives nær skovbrynene på måder, som de ikke kunne dybere i Skov.

"På trods af det store arbejde med kanteffekter i fragmenterede skove, næppe nogen undersøgelser havde faktisk vist de mekanismer, der mindsker træernes diversitet nær fragmentkanter, " sagde Meghna Krishnadas, en ph.d. kandidat ved Yale School of Forestry &Environmental Studies (F&ES) og hovedforfatter af papiret. "Også, få studier i fragmenterede skove knyttet til det teoretiske og empiriske arbejde med plantesamfundsdynamikker i intakte skove.

"Træde i kræft, Jeg håbede at forstå fragmenterede skove ved at bruge mekanismerne for mangfoldighed set i intakte skove."

Medforfattere inkluderer Liza Comita, en assisterende professor i tropisk skovøkologi ved F&ES; Robert Bagchi, en samfundsøkolog ved University of Connecticut; og Sachin Sridhara, fra National Center for Biological Sciences i Bangalore, Indien.

Mest tidligere forskning i kanteffekter havde fokuseret på abiotiske faktorer, såsom ændringer i lyset, fugtighed, eller frøankomstmønstre i nydannede "kanter", hvor tilstødende skov er blevet ryddet til landbrug, veje eller andre ændringer. Færre undersøgelser har undersøgt rollen som naturlige fjender, der vides at fremme biodiversitet ved at forhindre, at en art bliver for mange.

"Det er et fænomen, der er velkendt, men som mest er blevet undersøgt i intakte skove, " sagde Comita. "Men spørgsmålet var, påvirker det at være tæt på kanter i disse skovfragmenter disse former for interaktioner? Det tænkte vi måske, fordi man i kanterne har ændringer i sammensætningen af ​​træarter. Du har også ændringer i miljøforhold; for eksempel, lavere luftfugtighed kan reducere antallet af patogener."

De forventede, at en svagere regulering af artsrekruttering af naturlige fjender ville reducere frøplantediversiteten nær kanterne af fragmenterede, menneskemodificerede skove.

For at teste teorien, forskerne udførte en række felteksperimenter på tværs af en 3, 500 hektar område med fragmenteret våd, tropisk skov i det vestlige Ghats, Indien, et hotspot for biodiversitet, der nu er hjemsted for ekspansivt landbrug, i dette tilfælde teplantager.

På 15 tilfældigt udvalgte steder, de etablerede 45 prøveudtagningsstationer på nul til fem meter fra fragmentets kant, samt 20 til 30 meter, og 50 til 60 meter fra kanten. De opstillede også 15 stationer 90 til 100 meter fra kanten.

Mens de fandt ud af, at mangfoldigheden af ​​frø "regn" var konsistent på tværs af landskabet, mangfoldigheden af ​​frøplanter, der faktisk tog fat, var langt større i skovens indre, længst fra kanten.

Senere, når insekticider og fungicider blev brugt til at undertrykke træarters naturlige fjender i det indre, biodiversiteten faldt der, også, tyder på, at det faktisk var interaktioner med disse svampepatogener og insektplanteædere, der drev diversitetsniveauerne. I modsætning, når der blev tilsat pesticider til områder tættere på kanten, frøplantes mangfoldighed ændrede sig ikke, hvilket indikerer, at de naturlige fjender ikke var vigtige for at opretholde diversitet nær kanter.

Konsekvenserne er betydelige, sagde Comita. En nylig undersøgelse af det globale omfang af fragmentering viste, at omkring 20 procent af de resterende skove ligger inden for 100 meter fra en kant.

"Så det er sandsynligt, at en masse skove rundt om i verden potentielt vil blive påvirket af disse kanteffekter, som omfatter et tab af diversificerede økologiske interaktioner, " sagde Comita.