Year round resource abundance in native and exotic woodlands in Central Portugal

Abstract

As florestas são ecossistemas muito importantes, responsáveis por muitos serviços vitais para os seres humanos, e estão diretamente dependentes da biodiversidade. Porém, as ações humanas têm contribuído para a alteração rápida da composição, estrutura e função da maior parte dos ecossistemas, incluindo das florestas, levando a alterações nos serviços essenciais para a sobrevivência humana. A destruição, alteração e homogeneização das florestas podem ser responsáveis pela perda de espécies e deterioração do funcionamento dos ecossistemas. A coexistência das diferentes espécies vai depender principalmente da disponibilidade de recursos tróficos. As florestas portuguesas dominadas originalmente por Quercus sp. têm vindo a sofrer alterações devido à implementação de agricultura intensiva, e mais recentemente ao abandono agrícola, e à introdução de espécies exóticas, como o Eucalyptus globulus e a Acacia dealbata. Além disso, as florestas passaram a ser geridas pelo Homem o que contribuiu para o aumento de plantações de monoculturas. Espera-se que estas mudanças afetem não só as comunidades vegetais, mas também podem ser altamente negativas para a diversidade e abundancia de artrópodes e assim afetando os restantes níveis tróficos das cadeias alimentares. Neste estudo pretendemos comparar a abundância, diversidade e disponibilidade de recursos primários (i.e. vegetais) e de artrópodes ao longo de um ano em bosques exóticos (plantações de eucaliptos Eucalyptus globulus e bosques de acácias Acacia dealbata) e bosques nativos e naturalizados (bosques dominados por Quercus faginea e plantações de pinheiro-bravo Pinus pinaster, respetivamente). Três tipos de recursos primários: flores, folhas e frutos, foram contabilizados entre janeiro e dezembro de 2014. Além disso, os artrópodes foram amostrados no verão de 2013 e no inverno e primavera de 2014. Verificámos que nos bosques nativos, os recursos primários foram mais diversos, mais abundantes e mais homogeneamente distribuídos no tempo do que nas plantações e nos bosques de acácia. Relativamente aos artrópodes, apenas se registaram-se diferenças significativas na abundância, diversidade e biomassa de artrópodes entre as estações do ano. A biomassa média de artrópodes durante o verão foi bastante mais elevada na floresta nativa, mas a grande variabilidade dos dados impediu que as diferenças fossem significativas. Possivelmente um maior número de estações de amostragem seria importante em estudos futuros, nomeadamente devido à elevada fragmentação dos habitats na área de estudo. Os bosques de acácia e as plantações de eucaliptos produzem um grande número de folhas e flores, altamente concentrados nos meses de inverno. No entanto, tal pico na produção de recursos não foi acompanhado por um aumento na biomassa e riqueza específica de artrópodes. Tal poderá ser explicado pelas condições climatéricas desfavoráveis nesta altura do ano, o que indica que no centro de Portugal o valor em termos de recursos primários que estes bosques e plantações de espécies exóticas podem proporcionar para níveis tróficos superiores é relativamente reduzido.

Forests are very important ecosystems, responsible for many vital services to humans and are directly dependent on biodiversity. However, human actions have contributed to the rapid change in the composition, structure and function of most ecosystems, causing changes in essential services for human survival. The destruction, alteration and homogenization are responsible for the loss of species, and deterioration of forest ecosystem. The coexistence of different species will depend chiefly on the availability of trophic resources. The Portuguese forests originally dominated by Quercus sp. have been suffering changes due to the implementation of intensive agriculture and the introduction of exotic species, such as Eucalyptus globulus and Acacia dealbata. Furthermore, forests started to be managed by Human that contributed to the increase of monoculture tree plantations. These changes can be particularly negative not only for vegetation, but also to the diversity and abundance of arthropods and thus also to other trophic levels of food webs. In this study we will compare the abundance and diversity of primary resources available and arthropods over an entire year in exotic woods (eucalyptus plantations Eucalyptus globulus and acacia woods Acacia dealbata) and native and naturalized woods (woods dominated by Quercus faginea and Pinus pinaster plantations respectively). Three types of primary resources: flowers, leaves and fruits were recorded between January and December (2014) in the three habitats. Arthropods were sampled during summer (2013) and winter and spring (2014). We found that in native woods, primary resources were more diverse, more abundant and more widely spaced in time than in plantations and acacia woodlands. While only season was identified to significantly affect the abundance, diversity and biomass of arthropods. The mean arthropods biomass, during the summer was much higher in native woods, but the large data variability prevented the identification of significant differences. It is possible that a great number of sampling stations would be important in future studies, particularly due to the high fragmentation of the habitats in the study area. We also found that acacia and eucalyptus stands provide a large number of flowers and leaves, largely concentrated on few winter months. However such strong increase in resources was not matched by an increase in the biomass and richness of arthropods, because environmental conditions are much less favorable to arthropods at this time of the year. This suggests that although stands with exotic plant species provide many resources at specific periods of the year in the center of Portugal, these should be little used by higher trophic levels.