Seed rain dynamics following disturbance exclusion in a secondary tropical dry forest in Morelos, Mexico

ABSTRACT

In most of the legally protected areas in Mexico local inhabitants use natural resources, such as fire wood or cattle grazing. These frequent but low-intensity disturbances have consequences at various levels of the tropical ecosystems and strongly impact forest structure and its regeneration capacity. Despite their importance, the effects of these perturbations in many aspects of tropical forest ecology and in the forest’s capacity to recover after disturbance exclusion remain poorly understood. Understanding the impact of these processes on tropical forests is necessary for rehabilitating these forests and enhancing their productivity. In this study, we evaluate the impact of twelve years of exclusion (E) of cattle grazing and fire wood extraction in the composition and dynamics of seed rain, and compare this assessment to a similar analysis in an area where these perturbations continued (without exclusion, WE). We found a strong seasonality in seed rain (96% of seeds fell in the dry season) in both areas. There were no significant differences between E and WE sites in relation to overall seed density, species richness and diversity. However, the distribution along the year of seed species density was significantly different among the E and WE sites. The Jaccard’s similarity index between E and WE sites was relatively low (0.57). Barochory was the most common dispersal mode observed among the 23 species in terms of seed species density (48%), followed by anemochory (39%) and zoochory (13%). In relation to seed density, anemochory was the most frequent dispersal mode (88%). Most species in the zone were categorized as small seeds (92%), and there were no significant differences in the distribution of seed size between E and WE. The spatial pattern of dispersal of the four species with the highest relative importance value index, in both areas, was aggregated. Twelve years of disturbance exclusion were not enough to fully restore the seed rain of the area; some differences were already perceptible after this lapse. On the other hand, zoochorous species were almost absent from both sites. The re-introduction of climax and animal-dispersed species may be, in addition to perturbation exclusion, a viable strategy to accelerate ecological restoration in this area. Rev. Biol. Trop. 57 (1-2) 257-269. Epub 2009 June 30.

RESUMEN

En la gran mayoría de las áreas legalmente protegidas en México, los habitantes locales utilizan los recursos naturales para leña o para la alimentación de animales. Estas perturbaciones frecuentes y de baja intensidad, impactan fuertemente la estructura y la capacidad de regeneración de los ecosistemas tropicales. A pesar de su importancia, la dinámica de la regeneración después de la exclusión de la perturbación, todavía es poco conocida. Evaluamos el impacto de doce años de exclusión (E) de la entrada del ganado y extracción de leña en la composición y dinámica de la lluvia de semillas al comparar con un área sin la exclusión de estas perturbaciones (SE). Se encontró una fuerte estacionalidad en la lluvia de semillas (96% de las semillas cayeron en la estación seca). No se encontraron diferencias significativas entre los sitios excluidos y no excluidos en relación a la densidad, riqueza de especies y diversidad de las semillas. Sin embargo, la distribución de estas semillas al largo del año, fue significativamente distinta entre los dos sitios. El índice de similitud entre los sitios (E y SE) fue relativamente bajo (0.57). La barocoria fue el modo de dispersión más común entre las 23 especies (48%), seguida por la anemocoria (39%) y la zoocoria (13%). En lo que se refiere a la densidad de semillas, la anemocoria fue el modo de dispersión más observado (88%). La mayoría de las especies tienen semillas pequeñas (92%) y no se encontraron diferencias en la distribución de semillas por clases de tamaño entre los sitios E y SE. La distribución espacial de las cuatro especies más importantes fue agregada. Aunque los 12 años de exclusión no fueron suficientes para restaurar completamente el potencial regenerativo de la zona, algunas diferencias ya empezaron a ser perceptibles. Casi no hay especies zoocoras en ambos sitios y la reintroducción de especies clímax y atractoras de animales podría ser un estrategia interesante, además de la exclusión de la perturbación, para acelerar la restauración ecológica.