The recovery of ant communities in regenerating tropical forests

Tropische Regenwälder sind die artenreichsten aller terrestrischen Ökosysteme. Die rasch fortschreitende Zerstörung dieser Wälder stellt eine grosse Bedrohung für die biologische Vielfalt der Erde dar. Jedoch ist die Zerstörung des Waldes selten von Dauer — die landwirtschaftlichen Erträge der umgewandelten Flächen lassen nach, die Nutzung wird aufgegeben und die natürliche Waldregeneration setzt ein. Entscheidend für die Zukunft der Biodiversität in tropischen Wäldern ist, in wie weit diese Sekundärwälder als Ersatzhabitate für Waldarten fungieren und ähnliche Ökosystemfunktionen wie Primärwälder ausüben können. Das Wissen über den Wert von Sekundärwäldern für den Schutz von Biodiversität und Ökosystemfunktionen tropischer Wälder ist jedoch bislang unzureichend. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen Beitrag zur Beurteilung tropischer Sekundärwälder für den Schutz von Biodiversität und Ökosystemfunktionen zu leisten. In meiner Arbeit nutzte ich Ameisen (Hymenoptera: Formicidae) — eine dominante, artenreiche und funktionell wichtige Invertebratengruppe — als Modelorganismen. Alle Untersuchungen wurden im Naturreservat Rio Cachoeira im Küstenregenwald Brasiliens (Mata Atlântica) durchgeführt. Ich besammelte die Ameisengemeinschaft auf insgesamt 27 Untersuchungesflächen, die einen Gradienten der natürlichen Waldsukzession umfassten. Zusätzlich beprobte ich zum Vergleich die Ameisenfauna von Weiden und Primärwäldern. Nach Aufgabe der landwirtschaftlichen Nutzung erholte sich die Diversität der Ameisen in Sekundärwäldern in Bezug auf Artenreichtum und Zusammensetzung der Gemeinschaften nur langsam. Die Verteilung der Ameisentaxa entlang des Sukzessionsgradienten folgte einem verschachtelten Muster: Taxa in jüngeren Sukzessionsstadien waren eine Teilmenge der Taxa, welche auch in älteren Sukzessionsstadien lebten. Die Bodenbedingungen hatten nur einen geringen Einfluss auf das generelle Muster der Regeneration. Allgemein war der Artenreichtum in Wäldern mit vernässten Böden geringer als in Wäldern mit Böden ohne hydromorphe Merkmale. Die hypogäische Ameisengemeinschaft regenerierte langsamer als die epigäische Ameisengemeinschaft. Darüber hinaus weisen Schätzungen von 50 bis zu mehrere hundert Jahre für eine vollständige Regeneration, auf einen wesentlich längeren Zeitraum hin als bisher angenommen wurde. Die funtionelle Diversität der Ameisengemeinschaft war eng gekoppelt an ihre Arten-Diversität. Da Artengemeinschaften von Ameisen eine relativ geringe funktionelle Redundanz aufwiesen, resultierte die verrringerte Arten-Diversität in Sekundärwäldern in eine proportional verringerte funktionelle Diversität. Seltene, jedoch zugleich funktionell einzigartige Arten, fehlten in der Regel in Sekundärwäldern. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, daß Sekundärwälder im Vergleich zu Primärwäldern lediglich eine reduziert Ökosystemfunktion ausüben können. Das Wissen über die Mechanismen nach denen sich lokale Artengemeinschaften aus dem regionalen Artenpool zusammensetzen, ist eine wertvolle wissenschaftliche Basis für den Schutz von Biodiversität. Günstige Resourcenverfügbarkeit und Habitatbedingungen übten einen stärkeren Einfluss auf die Zusammensetzung der Ameisengemeinschaften aus als interaktive Prozesse, wie etwa Konkurrenz zwischen den Arten. Trotz ausgeprägter Unterschiede in Artenreichtum und Zusammensetzung lokaler Ameisengemeinschaften, variierte das Muster der Besetzung des Nischen-Raums entlang des Sukzessionsgradienten nur wenig. In einem Feld-Experiment untersuchte ich die Köderpräferenzen von Ameisen (Protein- im Vergleich zu Kohlenhydrat-Ködern) in Sekundärwäldern und Primärwäldern. In Sekundär-wäldern präferierten Ameisen Protein-Köder, während sie in Primärwäldern Kohlenhydrat-Köder bevorzugten. Dies weist auf eine Verschiebung der stoichiometrischen Gleichgwichte zwischen Sekundär- und Primärwäldern hin, was die funktionellen Interaktionen in diesen Habitaten beeinflussen könnte. Zusammenfassend lässt sich feststellen, daß Sekundärwälder nur für einen relativ geringen Teil typischer Waldarten als Ersatzhabitate fungieren können. Die Struktur lokaler Ameisengemeinschaften ist in erster Linie ein Produkt der lokalen Umweltbedingungen. Der gleichzeitige Verlust von Artendiversität und funktioneller Diversität in Sekundärwäldern gibt keinen Anlass zur Hoffnung, daß die Auswirkungen des Artenverlustes in Sekundärwäldern durch funktionelle Redundanz der Ameisengemeinschaften abgemildert werden könnte. Folglich können Sekundärwälder nur einen reduzierten Teil der ökosystemaren Dienste von Primärwäldern bereitstellen. Diese Ergebnisse unterstreichen daher die kritische Bedeutung von Primärwäldern für den Schutz von Biodiversität und Ökosystemfunktionen in der tropischen Waldlandschaft

The PREDICTS database: a global database of how local terrestrial biodiversity responds to human impacts

Biodiversity continues to decline in the face of increasing anthropogenic pressures such as habitat destruction, exploitation, pollution and introduction of alien species. Existing global databases of species’ threat status or population time series are dominated by charismatic species. The collation of datasets with broad taxonomic and biogeographic extents, and that support computation of a range of biodiversity indicators, is necessary to enable better understanding of historical declines and to project – and avert – future declines. We describe and assess a new database of more than 1.6 million samples from 78 countries representing over 28,000 species, collated from existing spatial comparisons of local-scale biodiversity exposed to different intensities and types of anthropogenic pressures, from terrestrial sites around the world. The database contains measurements taken in 208 (of 814) ecoregions, 13 (of 14) biomes, 25 (of 35) biodiversity hotspots and 16 (of 17) megadiverse countries. The database contains more than 1% of the total number of all species described, and more than 1% of the described species within many taxonomic groups – including flowering plants, gymnosperms, birds, mammals, reptiles, amphibians, beetles, lepidopterans and hymenopterans. The dataset, which is still being added to, is therefore already considerably larger and more representative than those used by previous quantitative models of biodiversity trends and responses. The database is being assembled as part of the PREDICTS project (Projecting Responses of Ecological Diversity In Changing Terrestrial Systems – www.predicts.org.uk). We make site-level summary data available alongside this article. The full database will be publicly available in 2015

The recovery of ant communities in regenerating tropical forests

Tropische Regenwälder sind die artenreichsten aller terrestrischen Ökosysteme. Die rasch fortschreitende Zerstörung dieser Wälder stellt eine grosse Bedrohung für die biologische Vielfalt der Erde dar. Jedoch ist die Zerstörung des Waldes selten von Dauer — die landwirtschaftlichen Erträge der umgewandelten Flächen lassen nach, die Nutzung wird aufgegeben und die natürliche Waldregeneration setzt ein. Entscheidend für die Zukunft der Biodiversität in tropischen Wäldern ist, in wie weit diese Sekundärwälder als Ersatzhabitate für Waldarten fungieren und ähnliche Ökosystemfunktionen wie Primärwälder ausüben können. Das Wissen über den Wert von Sekundärwäldern für den Schutz von Biodiversität und Ökosystemfunktionen tropischer Wälder ist jedoch bislang unzureichend. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen Beitrag zur Beurteilung tropischer Sekundärwälder für den Schutz von Biodiversität und Ökosystemfunktionen zu leisten. In meiner Arbeit nutzte ich Ameisen (Hymenoptera: Formicidae) — eine dominante, artenreiche und funktionell wichtige Invertebratengruppe — als Modelorganismen. Alle Untersuchungen wurden im Naturreservat Rio Cachoeira im Küstenregenwald Brasiliens (Mata Atlântica) durchgeführt. Ich besammelte die Ameisengemeinschaft auf insgesamt 27 Untersuchungesflächen, die einen Gradienten der natürlichen Waldsukzession umfassten. Zusätzlich beprobte ich zum Vergleich die Ameisenfauna von Weiden und Primärwäldern. Nach Aufgabe der landwirtschaftlichen Nutzung erholte sich die Diversität der Ameisen in Sekundärwäldern in Bezug auf Artenreichtum und Zusammensetzung der Gemeinschaften nur langsam. Die Verteilung der Ameisentaxa entlang des Sukzessionsgradienten folgte einem verschachtelten Muster: Taxa in jüngeren Sukzessionsstadien waren eine Teilmenge der Taxa, welche auch in älteren Sukzessionsstadien lebten. Die Bodenbedingungen hatten nur einen geringen Einfluss auf das generelle Muster der Regeneration. Allgemein war der Artenreichtum in Wäldern mit vernässten Böden geringer als in Wäldern mit Böden ohne hydromorphe Merkmale. Die hypogäische Ameisengemeinschaft regenerierte langsamer als die epigäische Ameisengemeinschaft. Darüber hinaus weisen Schätzungen von 50 bis zu mehrere hundert Jahre für eine vollständige Regeneration, auf einen wesentlich längeren Zeitraum hin als bisher angenommen wurde. Die funtionelle Diversität der Ameisengemeinschaft war eng gekoppelt an ihre Arten-Diversität. Da Artengemeinschaften von Ameisen eine relativ geringe funktionelle Redundanz aufwiesen, resultierte die verrringerte Arten-Diversität in Sekundärwäldern in eine proportional verringerte funktionelle Diversität. Seltene, jedoch zugleich funktionell einzigartige Arten, fehlten in der Regel in Sekundärwäldern. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, daß Sekundärwälder im Vergleich zu Primärwäldern lediglich eine reduziert Ökosystemfunktion ausüben können. Das Wissen über die Mechanismen nach denen sich lokale Artengemeinschaften aus dem regionalen Artenpool zusammensetzen, ist eine wertvolle wissenschaftliche Basis für den Schutz von Biodiversität. Günstige Resourcenverfügbarkeit und Habitatbedingungen übten einen stärkeren Einfluss auf die Zusammensetzung der Ameisengemeinschaften aus als interaktive Prozesse, wie etwa Konkurrenz zwischen den Arten. Trotz ausgeprägter Unterschiede in Artenreichtum und Zusammensetzung lokaler Ameisengemeinschaften, variierte das Muster der Besetzung des Nischen-Raums entlang des Sukzessionsgradienten nur wenig. In einem Feld-Experiment untersuchte ich die Köderpräferenzen von Ameisen (Protein- im Vergleich zu Kohlenhydrat-Ködern) in Sekundärwäldern und Primärwäldern. In Sekundär-wäldern präferierten Ameisen Protein-Köder, während sie in Primärwäldern Kohlenhydrat-Köder bevorzugten. Dies weist auf eine Verschiebung der stoichiometrischen Gleichgwichte zwischen Sekundär- und Primärwäldern hin, was die funktionellen Interaktionen in diesen Habitaten beeinflussen könnte. Zusammenfassend lässt sich feststellen, daß Sekundärwälder nur für einen relativ geringen Teil typischer Waldarten als Ersatzhabitate fungieren können. Die Struktur lokaler Ameisengemeinschaften ist in erster Linie ein Produkt der lokalen Umweltbedingungen. Der gleichzeitige Verlust von Artendiversität und funktioneller Diversität in Sekundärwäldern gibt keinen Anlass zur Hoffnung, daß die Auswirkungen des Artenverlustes in Sekundärwäldern durch funktionelle Redundanz der Ameisengemeinschaften abgemildert werden könnte. Folglich können Sekundärwälder nur einen reduzierten Teil der ökosystemaren Dienste von Primärwäldern bereitstellen. Diese Ergebnisse unterstreichen daher die kritische Bedeutung von Primärwäldern für den Schutz von Biodiversität und Ökosystemfunktionen in der tropischen Waldlandschaft

Data from: Do secondary forests act as refuges for old growth forest animals? Recovery of ant diversity in the Atlantic forest of Brazil

The extent to which secondary forests occupying degraded and abandoned lands provide suitable habitat for forest-adapted species is an important conservation issue in times of vanishing old growth forests. We used ants (Hymenoptera: Formicidae), a functionally important and diverse group of invertebrates, to investigate the recovery of soil taxa during secondary forest succession in the Atlantic Forest of Southern Brazil. We compared the resilience of epigeic vs. hypogeic ant assemblages. For this purpose we established 27 sites that encompassed a chronosequence from pastures to old growth forests on two contrasting soil types. Our results are based on a collection of 35 508 individuals in 40 genera. Richness and composition of ant assemblages in secondary forests have recovered slowly and have not approached conditions typical of old growth forests. The distribution of genera along the successional stages was arranged in a nested pattern where ant genera of younger successional stages were a subset of genera present in older stages. Edaphic conditions had no influence on the recovery process. Overall, richness of ants was lower at study sites with water-logged soils than at sites where soils did not exhibit hydromorphic properties. The hypogeic ant assemblage recovered more slowly than the epigeic assemblage. Our results show that secondary forests do not act as refuges for many forest-adapted animals which are currently restricted to discontinuous patches of old growth forest in the highly endangered Atlantic Forest of Brazil. Moreover, estimated recovery times of 50 to several hundred years suggest it would take much longer than previously presumed for complete recolonization

Data from: Do secondary forests act as refuges for old growth forest animals? Recovery of ant diversity in the Atlantic forest of Brazil

The extent to which secondary forests occupying degraded and abandoned lands provide suitable habitat for forest-adapted species is an important conservation issue in times of vanishing old growth forests. We used ants (Hymenoptera: Formicidae), a functionally important and diverse group of invertebrates, to investigate the recovery of soil taxa during secondary forest succession in the Atlantic Forest of Southern Brazil. We compared the resilience of epigeic vs. hypogeic ant assemblages. For this purpose we established 27 sites that encompassed a chronosequence from pastures to old growth forests on two contrasting soil types. Our results are based on a collection of 35 508 individuals in 40 genera. Richness and composition of ant assemblages in secondary forests have recovered slowly and have not approached conditions typical of old growth forests. The distribution of genera along the successional stages was arranged in a nested pattern where ant genera of younger successional stages were a subset of genera present in older stages. Edaphic conditions had no influence on the recovery process. Overall, richness of ants was lower at study sites with water-logged soils than at sites where soils did not exhibit hydromorphic properties. The hypogeic ant assemblage recovered more slowly than the epigeic assemblage. Our results show that secondary forests do not act as refuges for many forest-adapted animals which are currently restricted to discontinuous patches of old growth forest in the highly endangered Atlantic Forest of Brazil. Moreover, estimated recovery times of 50 to several hundred years suggest it would take much longer than previously presumed for complete recolonization

Ant-diaspore interactions during secondary succession in the Atlantic forest of Brazil

Animal-plant interactions are important for the recovery of diversity and processes in secondary forests, which increasingly dominate the tropical landscape. We used a combination of observational and experimental approaches to study the interactions of ants with diaspores across a successional gradient of forests in Southern Brazil, from August 2007 to April 2008. In addition to diaspore removal rates, we assessed the species richness, diversity and behaviour of ants interacting with diaspores, in three replicated sites of four successional stages of forests. We recorded 22 ant species interacting with diaspores (an estimated 15% of the total species pool in the region). Species richness and diversity did not differ among successional stages but the behaviour of ants towards diaspores changed with the age of secondary forests. In old successional stages the removal of entire diaspores was more common than in young successional stages of forests. Concordantly, diaspore removal rates were lowest in the youngest successional stage of secondary forests and increased with the age of forests. These results indicate that ant-diaspore interactions in secondary forests are disturbed and lower removal rates in secondary forests are likely to constrain the recruitment of plant populations during secondary succession. Rev. Biol. Trop. 60 (2): 933-942. Epub 2012 June 01

Appendix B. Species richness for each successional stage before and after filtering of species lists.

Species richness for each successional stage before and after filtering of species lists

Appendix A. Rank–biomass diagrams for ants in each of the 12 study sites.

Rank–biomass diagrams for ants in each of the 12 study sites

Lokale Integration von Open Access bei Search und Discovery

<p>Wie haben wir die Sichtbarkeit von global verfügbaren Open Access (OA)-Ressourcen lokal verbessert?</p> <p>1. OA-Ressourcen sind in die vorhandenen Suchmöglichkeiten für lizenzierte Inhalteeingebunden.<br> 2. Im Linkresolver aktivieren wir möglichst viele OA-Ressourcen. Wir achten dabei aber aufeine Minimierung redundanter Objekte.</p