Predicting landscape-scale biodiversity recovery by natural tropical forest regrowth.

Natural forest regrowth is a cost-effective, nature-based solution for biodiversity recovery, yet different socioenvironmental factors can lead to variable outcomes. A critical knowledge gap in forest restoration planning is how to predict where natural forest regrowth is likely to lead to high levels of biodiversity recovery, which is an indicator of conservation value and the potential provisioning of diverse ecosystem services. We sought to predict and map landscape-scale recovery of species richness and total abundance of vertebrates, invertebrates, and plants in tropical and subtropical second-growth forests to inform spatial restoration planning. First, we conducted a global meta-analysis to quantify the extent to which recovery of species richness and total abundance in second-growth forests deviated from biodiversity values in reference old-growth forests in the same landscape. Second, we employed a machine-learning algorithm and a comprehensive set of socioenvironmental factors to spatially predict landscape-scale deviation and map it. Models explained on average 34% of observed variance in recovery (range 9-51%). Landscape-scale biodiversity recovery in second-growth forests was spatially predicted based on socioenvironmental landscape factors (human demography, land use and cover, anthropogenic and natural disturbance, ecosystem productivity, and topography and soil chemistry); was significantly higher for species richness than for total abundance for vertebrates (median range-adjusted predicted deviation 0.09 vs. 0.34) and invertebrates (0.2 vs. 0.35) but not for plants (which showed a similar recovery for both metrics [0.24 vs. 0.25]); and was positively correlated for total abundance of plant and vertebrate species (Pearson r = 0.45, p = 0.001). Our approach can help identify tropical and subtropical forest landscapes with high potential for biodiversity recovery through natural forest regrowth.

Predicción de la Recuperación de la Biodiversidad a Escala de Paisaje según la Regeneración Natural del Bosque Tropical Resumen La regeneración natural del bosque es una solución rentable para la recuperación de la biodiversidad basada en la naturaleza, sin embargo, los diferentes factores socioambientales pueden derivar en resultados variables. Cómo predecir la ubicación en donde la regeneración natural del bosque recuperará los niveles de biodiversidad, los cuales son un indicador del valor de la conservación y un suministro potencial de diferentes servicios ambientales, es un vacío de conocimiento importante en la planeación de la restauración forestal. Buscamos predecir y mapear la recuperación a escala de paisaje de la riqueza de especies y la abundancia total de vertebrados, invertebrados y plantas en bosques tropicales y subtropicales de segundo crecimiento para guiar la planeación de la restauración. Primero, realizamos un metaanálisis mundial para cuantificar la medida a la que se desvió la recuperación de la riqueza y la abundancia total de especies en los bosques de segundo crecimiento de los valores de biodiversidad en los bosques antiguos referenciales en el mismo paisaje. Después, utilizamos un algoritmo de aprendizaje automático y un conjunto integral de factores socioambientales para predecir espacialmente la desviación a escala de paisaje para después mapearla. Los modelos explicaron en promedio el 34% de la varianza observada en la recuperación (rango de 9-51%). La recuperación de la biodiversidad a escala de paisaje en los bosques de segundo crecimiento pudo predecirse espacialmente con base en los factores socioambientales del paisaje (demografía humana, uso y cobertura del suelo, alteraciones naturales y antropogénicas, productividad del ecosistema, tipo de topografía y de suelo); fue significativamente más alta para la riqueza de especies que para la abundancia total de vertebrados (desviación media pronosticada ajustada al rango de 0.09 versus 0.34) e invertebrados (0.2 versus 0.35) pero no para las plantas (las cuales mostraron una recuperación similar para ambas medidas [0.24 versus 0.25]); y tuvo una correlación positiva para la abundancia de especies de plantas y vertebrados (Pearson r =0.45, p=0.001). Nuestra estrategia puede ayudar a identificar los paisajes de bosques tropicales y subtropicales con un potencial alto para la recuperación de la biodiversidad por medio de la regeneración natural del bosque.

Estudio de la composición y estructura del bosque andino localizado en Potrero Grande, Chipaque (Colombia) / Study of the composition and structure of the andean forest in Potrero Grande, Chipaque (Colombia)

RESUMEN Los bosques de los Andes son grandes reservorios de biodiversidad y de endemismos y constituyen una ecorregión terrestre prioritaria, a nivel mundial; no obstante, la pérdida y degradación de hábitats, suscitada por los conflictos de uso, ha generado consecuencias irreparables para la calidad en el suministro de recursos y servicios de estos ecosistemas, siendo una de las principales amenazas para su conservación. Para contrarrestar esta situación, una eventual alternativa radica en estudiar la sucesión ecológica de bosques secundarios, con el fin de conocer la ecología y el ensamblaje de las comunidades vegetales y, con ello, favorecer la toma de decisiones en materia de restauración de estos ecosistemas. En este estudio, se analizó la composición y la estructura de la vegetación secundaria del Bosque Andino, ubicado en el municipio de Chipaque (Cundinamarca). Se establecieron dos parcelas de 0,1ha y una de 0,05ha, abordando fragmentos de vegetación homogéneos; se hallaron 523 individuos, distribuidos en 69 especies, 36 géneros y 25 familias; los índices de diversidad evidenciaron tres comunidades vegetales diferentes, con baja dominancia y alta diversidad. Las densidades de individuos para clases diamétricas y alturas presentaron una tendencia a la distribución asimétrica positiva, evidenciando una regeneración activa; el Índice de Valor de Importancia señaló a las especies Clusia multiflora y Centronia brachycera, con mayor representatividad ecológica. La heterogeneidad florística encontrada proporciona conocimiento científico estratégico, para explorar diferentes alternativas de propagación e introducción de especies nativas, que resulten propicias para integrar en procesos de restauración, en áreas degradas de la región.

ABSTRACT The forests of the Andes are large reservoirs of biodiversity and endemism and constitute a priority land ecoregion worldwide. However, the loss and degradation of habitats caused by conflicts of use has generated irreparable consequences for the quality of the supply of resources and services of these ecosystems, being one of the main threats to their conservation. To counteract this situation, an eventual alternative lies in studying the ecological succession of secondary forests in order to know the ecology and assembly of plant communities, and thus, favor decision-making regarding the restoration of these ecosystems. In this study, the composition and structure of the secondary vegetation of the Andean Forest located in the municipality of Chipaque was analyzed. Two plots of 0.1ha and one of 0.05ha were established in homogeneous vegetation fragments; physiognomic variables were recorded for seedling, saplings and poles. There were 523 individuals distributed in 48 species, 36 genera and 25 families; the diversity indices showed three different plant communities with low dominance of species and high diversity of taxa. The densities of individuals for diameter classes and heights showed a tendency to positive asymmetric distribution, showing an active regeneration; the Value of Significance Index indicated the species Clusia multiflora and Centronia brachycera with greater ecological representativeness. The floristic heterogeneity found provides strategic scientific knowledge to explore different alternatives of propagation and introduction of native species in restoration processes in degraded areas of the region.

Diversity of glass frogs (Centrolenidae: Anura) in tropical rain forest areas in the center of the department of Chocó, Colombia / Diversidad de ranas de cristal (Centrolenidae: Anura) en zonas de bosque pluvial tropical en el centro del departamento del Chocó, Colombia

ABSTRACT The central area of the department of Chocó (Colombia), is composed of a tropical rain forest. Has a large of variety of amphibians that provides an ecosystem service, being the Family Centrolenidae listed as an excellent indicator of the forest condition. The focus of this study was to determine the richness and distribution in the habitats of the family Centrolenidae in two vegetation coverings in a tropical rain forest of the department of Chocó, using the Visual Encounter Survey (VES) method with an effort of 240 per hour. There were 53 individuals registered, distributed in five genera and six species, being the Hyalinobatrachium genus the best represented. The most abundant species was Teratohyla spinosa, being the most dominant for the secondary forest and Hyalinobatrachium collymbiphyllum for the primary forest. Espadarana callistomma and Teratohyla spinosa were the most plastic species in terms of habitat since they were recorded in both coverages. The centrolenids registered showed a preference for high (73.5%) and medium (26.4%) perches, in terms of the substrate leaf (83%) and the branch (17%). Regarding the state of conservation, the species are in the category of LC, DD, and NT; however, it is important to conserve their habitats since some centrolenids are tolerant to intervened ecosystems that have good vegetation and bodies of water with a permanent flow for their development.

RESUMEN La zona centro del departamento del Chocó (Colombia) está compuesta por bosque pluvial tropical, alberga una significativa riqueza de anfibios, que brinda servicios ecosistémicos, siendo la familia Centrolenidae, catalogada como una excelente indicadora de las condiciones del bosque. El objetivo de este estudio fue conocer la estructura y el uso de hábitat de especies de la familia Centrolenidae en dos coberturas vegetales, en un bosque pluvial tropical, del departamento del Chocó, empleando el método Relevamiento por encuentros visuales (VES), con un esfuerzo de 240h/per. Se registraron 53 individuos, distribuidos en cinco géneros y seis especies, siendo el género Hyalinobatrachium, el mejor representado. La especie más abundante fue Teratohyla spinosa, siendo la más dominante para el bosque secundario e Hyalinobatrachium collymbiphyllum, para el bosque primario. Espadarana callistomma y Teratohyla spinosa fueron las especies más plásticas, en términos de hábitat, ya que se registraron en ambas coberturas. Los centrolénidos registrados mostraron preferencia por las perchas alta (73,5%) y media (26,4%); en términos del sustrato indicaron mayor preferencia por las hojas y ramas, con 83 y 17%, respectivamente. Referente al estado de conservación, las especies se encuentran en la categoría de NT, DD y LC; sin embargo, es importante conservar sus hábitats, puesto que la transformación de los hábitats naturales genera el declive en las poblaciones.

Range extension of the rare Peruvian fish-eating rat Neusticomys peruviensis (Rodentia: Cricetidae) in Peru / Rango de extensión de la rata acuática peruana Neusticomys peruviensis (Rodentia: Cricetidae) en Perú

Neusticomys peruviensis (Musser & Gardner 1974) is a semi aquatic rodent which belongs to the Ichthyomyini Tribe. It is an endemic species of Peru, previously known for three specimens: type specimen from Balta, another specimen from Rio Shesha, both from Ucayali department; and the third specimen from Pakitza (Madre de Dios department). We captured an additional specimen in Cusco Department. Its geographic distribution extends 84.15 km south of the previously known distribution range. This suggest that this species would have a broader distribution. More detailed studies are needed to know the ecology and distribution of these rodents.

Neusticomys peruviensis (Musser & Gardner 1974) es una especie de roedor acuático perteneciente a la tribu Icthyomyini, es una especie endémica de Perú. Fue previamente conocida por tres especímenes, el espécimen tipo proviene de Balta, otro espécimen del Rio Shesha, ambos ubicados en el departamento de Ucayali y un tercer espécimen de Pakitza (departamento de Madre de Dios). Nosotros capturamos un espécimen adicional en el departamento de Cusco, con esto se extiende su distribución geográfica a 82.15 km al sur de su rango de distribución. Se necesitan más estudios detallados para conocer la ecología y la distribución de este roedor

Seedling growth and survival of five tree species in secondary forests and adjacent pastures in the montane rain forests of Southern Costa Rica / Crecimiento y supervivencia de plántulas de cinco especies de árboles en bosques secundarios y pastizales adyacentes en un bosque lluvioso montano del sur de Costa Rica

Abstract:Successful forest restoration in tropical environments is limited by the paucity of studies on the initial establishment and early survival requirements of seedlings of most native tropical tree species under disturbed conditions. Here, we evaluated the initial growth responses and the regeneration potential of seedlings of five tree species native to Costa Rica (Hasseltia floribunda, Inga densiflora, Persea americana, Tapirira mexicana and Trichilia pittieri). Seedlings were grown in secondary forests and adjacent open pastures under contrasting conditions of light availability. We quantified seedling growth, survival and herbivory from August 2010 to August 2011 on a monthly basis, and measured differences in leaf mass per area (LMA) at the end of the experiment. We found significant variation in growth responses between the understory of secondary forests and pastures. Growth in height was highest in pastures across all species, with I. densiflora, P. americana and T. mexicana showing the most striking differences. In contrast, H. floribunda and T. pittieri did not show differences in diameter growth between environments. Except for T. mexicana, herbivory increased throughout the experiment in all the species. Herbivory increased faster in pastures for H. floribunda and T. pittieri and showed higher rates in the forest understory for I. densiflora and P. americana. Seedling survival showed significant differences for all species across environments. Survival of H. floribunda and I. densiflora was higher in secondary forests, whereas the other species showed higher survival in pastures. LMA showed higher values in the pastures across all species, showing that individuals exposed to high light conditions had great photosynthetic rate and great leaf construction capacity. Due to their rapid growth and high survival, I. densiflora and T. mexicana showed great potential to restore abandoned pastures and secondary forests. Increasing our knowledge on the response of seedlings under disturbed conditions in tropical ecosystems is critical for improving the restoration of altered environments by matching the ecological amplitude of native species with specific environmental conditions. Rev. Biol. Trop. 64 (4): 1565-1583. Epub 2016 December 01.

Resumen:La restauración exitosa del bosque en ambientes tropicales está limitada por la carencia de estudios sobre los requisitos de hábitat, el establecimiento inicial, y la sobrevivencia de las plántulas de la mayoría de las especies de árboles tropicales nativos. En este estudio, evaluamos las respuestas en el crecimiento inicial y el potencial de regeneración de las plántulas de cinco especies de árboles nativos de Costa Rica (Hasseltia floribunda, Inga densiflora, Persea americana, Tapirira mexicana y Trichilia pittieri). Sembramos las plántulas en bosques secundarios y en pastizales abiertos adyacentes con condiciones de luz contrastantes. Cuantificamos el crecimiento, la supervivencia y el daño por herbivoría de las plántulas de forma mensual entre agosto 2010 y agosto 2011, y medimos las diferencias en el la masa foliar por área de la hoja al final del experimento. Existió una variación significativa en el crecimiento de las plántulas expuestas a la sombra en los bosques secundarios y aquellas que crecieron en pastizales. El crecimiento en altura fue mayor en pastizales en todas las especies; I. densiflora, P. americana y T. mexicana mostraron la mayor diferencia entre ambientes. En con- traste, H. floribunda y T. pittieri no mostraron diferencias en el crecimiento del diámetro entre ambientes. Con la excepción de T. mexicana, todas las especies mostraron un aumento en herbivoría durante el estudio. En los pastizales, el incremento de la herbivoría fue más rápido en H. floribunda y T. pittieri, mientras que para I. densiflora y P. americana fue mayor en el bosque. La sobrevivencia de plántulas fue diferente entre ambientes para todas las especies. La sobrevivencia de H. floribunda e I. densiflora fue mayor en el bosque secundario, mientras que en las demás especies hubo mayor sobrevivencia de plántulas en los pastizales. La masa foliar por área fue mayor en las plántulas que crecieron en los pastizales que en bosque secundario para todas las especies, lo que sugiere que los individuos que crecieron en condiciones de alta incidencia de luz tuvieron mayor tasa fotosintética y mayor capacidad de construcción de la hoja. Debido al rápido crecimiento y alta supervivencia I. densiflora y T. mexicana tienen gran potencial para la restauración de bosques secundarios y pastizales abandonados. Generar información sobre la respuesta de plántulas creciendo en bosques secundarios y pastizales en regeneración es crítico para mejorar los procesos de restauración de ambientes alterados. La restauración de estos bosques depende de la correspondencia entre las condiciones específicas de hábitat y la plasticidad ecológica de las especies nativas.

Slow recovery of tropical old-field rainforest regrowth and the value and limitations of active restoration.

There is current debate about the potential for secondary regrowth to rescue tropical forests from an otherwise inevitable cascade of biodiversity loss due to land clearing and scant evidence to test how well active restoration may accelerate recovery. We used site chronosequences to compare developmental trajectories of vegetation between self-organized (i.e., spontaneous) forest regrowth and biodiversity plantings (established for ecological restoration, with many locally native tree species at high density) in the Australian wet tropics uplands. Across 28 regrowth sites aged 1-59 years, some structural attributes reached reference rainforest levels within 40 years, whereas wood volume and most tested components of native plant species richness (classified by species' origins, family, and ecological functions) reached less than 50% of reference rainforest values. Development of native tree and shrub richness was particularly slow among species that were wind dispersed or animal dispersed with large (>10 mm) seeds. Many species with animal-dispersed seeds were from near-basal evolutionary lineages that contribute to recognized World Heritage values of the study region. Faster recovery was recorded in 25 biodiversity plantings of 1-25 years in which wood volume developed more rapidly; native woody plant species richness reached values similar to reference rainforest and was better represented across all dispersal modes; and species from near-basal plant families were better (although incompletely) represented. Plantings and regrowth showed slow recovery in species richness of vines and epiphytes and in overall resemblance to forest in species composition. Our results can inform decision making about when and where to invest in active restoration and provide strong evidence that protecting old-growth forest is crucially important for sustaining tropical biodiversity.

A meta-analysis of functional group responses to forest recovery outside of the tropics.

Both active and passive forest restoration schemes are used in degraded landscapes across the world to enhance biodiversity and ecosystem service provision. Restoration is increasingly also being implemented in biodiversity offset schemes as compensation for loss of natural habitat to anthropogenic development. This has raised concerns about the value of replacing old-growth forest with plantations, motivating research on biodiversity recovery as forest stands age. Functional diversity is now advocated as a key metric for restoration success, yet it has received little analytical attention to date. We conducted a meta-analysis of 90 studies that measured differences in species richness for functional groups of fungi, lichens, and beetles between old-growth control and planted or secondary treatment forests in temperate, boreal, and Mediterranean regions. We identified functional-group-specific relationships in the response of species richness to stand age after forest disturbance. Ectomycorrhizal fungi averaged 90 years for recovery to old-growth values (between 45 years and unrecoverable at 95% prediction limits), and epiphytic lichens took 180 years to reach 90% of old-growth values (between 140 years and never for recovery to old-growth values at 95% prediction limits). Non-saproxylic beetle richness, in contrast, decreased as stand age of broadleaved forests increased. The slow recovery by some functional groups essential to ecosystem functioning makes old-growth forest an effectively irreplaceable biodiversity resource that should be exempt from biodiversity offsetting initiatives.