Published January 1, 2024
| Version v1
Publication
Forest management affects ecosystem functioning (predation and herbivory) but not ecosystem constancy: A comparative study across four forest ecosystems around the world
Creators
- 1. Vrije Universiteit Amsterdam
- 2. Universidad Rey Juan Carlos
- 3. Senckenberg Society for Nature Research
- 4. Universidad Politécnica de Madrid
- 5. Pontifical Catholic University of Peru
- 6. Polytechnic University of Bari
- 7. National University of Río Negro
- 8. University of Turku
Description
Forest management can affect both the functioning and stability of ecosystems. Constancy and persistence are key factors that contribute to the overall stability of an ecosystem. These factors can be highly variable and change across forest ecosystems. We studied the effects of forest management on the strength of resource–consumer interactions (bird predation and insect herbivory) as important measures of ecosystem functioning, as well as on their constancy in time in four different forested regions globally. Within each region, we selected (i) three heavily managed or plantation forests, and (ii) three urban/peri-urban forests or urban plantings, and paired each of them with pristine/semi-natural forests. Bird predation was estimated using plasticine caterpillars of different colors. Chewer, galler, and miner herbivory on leaves were estimated for 15 plants (shrubs and trees) per study site. Constancy was quantified as the invariability of both predation and herbivory during a period of three (exceptionally two) years. We found no consistent responses of either predation or herbivory to forest management practices across study regions. Bird predation was higher in urban/peri-urban forests than in pristine/semi-natural forests in Patagonian and boreal forest, with intermediate levels of predation in managed or plantation forests. These differences might be explained by the increase of resource availability during the winters and by the higher abundances of generalist predators due to increase of temperatures (i.e., urban heat effect), for those regions where winter temperatures could be a limiting factor. Chewing insect herbivory was lower in urban/peri-urban forests, probably due to the exclusion of certain herbivores in response to warming and the higher predation pressure relative to pristine forests. No differences were found in other types of herbivory, indicating that effects of urbanization are guild-specific. In addition, we consistently found no effects of forest management practices on predation invariability and herbivory, thereby demonstrating the high constancy of ecosystem functioning to different forest management practices across regions. These findings advance our knowledge of the generalized effects of forest management on ecosystem functions and stability by establishing a connection between the ecology and management and conservation of plantations and natural forests.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن أن تؤثر إدارة الغابات على أداء النظم الإيكولوجية واستقرارها. الثبات والمثابرة من العوامل الرئيسية التي تسهم في الاستقرار العام للنظام البيئي. يمكن أن تكون هذه العوامل متغيرة للغاية وتتغير عبر النظم الإيكولوجية للغابات. درسنا آثار إدارة الغابات على قوة التفاعلات بين الموارد والمستهلكين (افتراس الطيور وحيوانات آكلة الحشرات) كمقاييس مهمة لعمل النظام الإيكولوجي، وكذلك على ثباتها في الوقت المناسب في أربع مناطق حرجية مختلفة على مستوى العالم. داخل كل منطقة، اخترنا (1) ثلاث غابات تدار بشكل كبير أو مزروعة، و (2) ثلاث غابات حضرية/شبه حضرية أو مزارع حضرية، وقمنا بإقران كل منها بالغابات البكر/شبه الطبيعية. تم تقدير افتراس الطيور باستخدام يرقات بلاستيكية بألوان مختلفة. تم تقدير نباتات المضغ والمعرض والعشب على الأوراق لـ 15 نباتًا (شجيرات وأشجار) لكل موقع دراسة. تم تحديد الثبات على أنه ثبات كل من الافتراس والحيوانات العاشبة خلال فترة ثلاث سنوات (بشكل استثنائي). لم نجد أي استجابات متسقة من الافتراس أو الحيوانات العاشبة لممارسات إدارة الغابات عبر مناطق الدراسة. كان افتراس الطيور أعلى في الغابات الحضرية/شبه الحضرية منه في الغابات البكر/شبه الطبيعية في الغابات الباتاغونية والشمالية، مع مستويات متوسطة من الافتراس في الغابات المدارة أو المزروعة. يمكن تفسير هذه الاختلافات بزيادة توافر الموارد خلال فصل الشتاء وارتفاع وفرة الحيوانات المفترسة العامة بسبب زيادة درجات الحرارة (أي تأثير الحرارة في المناطق الحضرية)، في تلك المناطق التي يمكن أن تكون فيها درجات الحرارة في فصل الشتاء عاملاً مقيدًا. كان مضغ الحيوانات العاشبة للحشرات أقل في الغابات الحضرية/شبه الحضرية، ربما بسبب استبعاد بعض الحيوانات العاشبة استجابة للاحترار وارتفاع ضغط الافتراس بالنسبة للغابات البكر. لم يتم العثور على اختلافات في الأنواع الأخرى من الحيوانات العاشبة، مما يشير إلى أن آثار التحضر خاصة بالنقابة. بالإضافة إلى ذلك، لم نجد باستمرار أي آثار لممارسات إدارة الغابات على ثبات الافتراس والحيوانات العاشبة، مما يدل على الثبات العالي لأداء النظام الإيكولوجي لممارسات إدارة الغابات المختلفة عبر المناطق. تعزز هذه النتائج معرفتنا بالآثار المعممة لإدارة الغابات على وظائف النظام الإيكولوجي واستقراره من خلال إقامة صلة بين البيئة وإدارة وحفظ المزارع والغابات الطبيعية.Translated Description (French)
La gestion forestière peut affecter à la fois le fonctionnement et la stabilité des écosystèmes. La constance et la persistance sont des facteurs clés qui contribuent à la stabilité globale d'un écosystème. Ces facteurs peuvent être très variables et changer d'un écosystème forestier à l'autre. Nous avons étudié les effets de la gestion forestière sur la force des interactions entre les ressources et les consommateurs (prédation par les oiseaux et herbivorie par les insectes) en tant que mesures importantes du fonctionnement des écosystèmes, ainsi que sur leur constance dans le temps dans quatre régions forestières différentes à l'échelle mondiale. Dans chaque région, nous avons sélectionné (i) trois forêts fortement gérées ou plantées, et (ii) trois forêts urbaines/périurbaines ou plantations urbaines, et avons associé chacune d'elles à des forêts vierges/semi-naturelles. La prédation des oiseaux a été estimée à l'aide de chenilles en plasticine de différentes couleurs. Les herbivores à mâcher, à galer et à mine sur les feuilles ont été estimés pour 15 plantes (arbustes et arbres) par site d'étude. La constance a été quantifiée comme l'invariabilité de la prédation et de l'herbivorie pendant une période de trois (exceptionnellement deux) ans. Nous n'avons trouvé aucune réponse cohérente de la prédation ou de l'herbivorie aux pratiques de gestion forestière dans les régions d'étude. La prédation par les oiseaux était plus élevée dans les forêts urbaines/périurbaines que dans les forêts vierges/semi-naturelles de la forêt patagonienne et boréale, avec des niveaux intermédiaires de prédation dans les forêts aménagées ou de plantation. Ces différences pourraient s'expliquer par l'augmentation de la disponibilité des ressources pendant les hivers et par l'abondance plus élevée des prédateurs généralistes en raison de l'augmentation des températures (c.-à-d. l'effet de la chaleur urbaine), pour les régions où les températures hivernales pourraient être un facteur limitant. L'herbivorie des insectes à mâcher était plus faible dans les forêts urbaines/périurbaines, probablement en raison de l'exclusion de certains herbivores en réponse au réchauffement et de la pression de prédation plus élevée par rapport aux forêts vierges. Aucune différence n'a été trouvée dans les autres types d'herbivores, ce qui indique que les effets de l'urbanisation sont spécifiques aux guildes. En outre, nous n'avons systématiquement constaté aucun effet des pratiques de gestion forestière sur l'invariabilité de la prédation et l'herbivorie, démontrant ainsi la grande constance du fonctionnement de l'écosystème par rapport aux différentes pratiques de gestion forestière d'une région à l'autre. Ces résultats font progresser nos connaissances sur les effets généralisés de la gestion forestière sur les fonctions et la stabilité des écosystèmes en établissant un lien entre l'écologie et la gestion et la conservation des plantations et des forêts naturelles.Translated Description (Spanish)
La gestión forestal puede afectar tanto al funcionamiento como a la estabilidad de los ecosistemas. La constancia y la persistencia son factores clave que contribuyen a la estabilidad general de un ecosistema. Estos factores pueden ser muy variables y cambiar en los ecosistemas forestales. Estudiamos los efectos del manejo forestal en la fuerza de las interacciones recurso-consumidor (depredación de aves e insectos herbívoros) como medidas importantes del funcionamiento de los ecosistemas, así como en su constancia en el tiempo en cuatro regiones boscosas diferentes a nivel mundial. Dentro de cada región, seleccionamos (i) tres bosques fuertemente gestionados o de plantación, y (ii) tres bosques urbanos/periurbanos o plantaciones urbanas, y emparejamos cada uno de ellos con bosques prístinos/seminaturales. La depredación de aves se estimó utilizando orugas de plastilina de diferentes colores. La herbivoría masticadora, galerista y minera en las hojas se estimó en 15 plantas (arbustos y árboles) por sitio de estudio. La constancia se cuantificó como la invariabilidad tanto de la depredación como de la herbivoría durante un periodo de tres (excepcionalmente dos) años. No encontramos respuestas consistentes de depredación o herbivoría a las prácticas de manejo forestal en todas las regiones de estudio. La depredación de aves fue mayor en los bosques urbanos/periurbanos que en los bosques prístinos/seminaturales en los bosques patagónicos y boreales, con niveles intermedios de depredación en los bosques gestionados o de plantación. Estas diferencias podrían explicarse por el aumento de la disponibilidad de recursos durante los inviernos y por la mayor abundancia de depredadores generalistas debido al aumento de las temperaturas (es decir, el efecto calor urbano), para aquellas regiones donde las temperaturas invernales podrían ser un factor limitante. La herbivoría de insectos masticadores fue menor en los bosques urbanos/periurbanos, probablemente debido a la exclusión de ciertos herbívoros en respuesta al calentamiento y la mayor presión de depredación en relación con los bosques prístinos. No se encontraron diferencias en otros tipos de herbivoría, lo que indica que los efectos de la urbanización son específicos del gremio. Además, consistentemente no encontramos efectos de las prácticas de manejo forestal sobre la invariabilidad de la depredación y la herbivoría, lo que demuestra la alta constancia del funcionamiento de los ecosistemas en las diferentes prácticas de manejo forestal en todas las regiones. Estos hallazgos avanzan nuestro conocimiento de los efectos generalizados del manejo forestal sobre las funciones y la estabilidad de los ecosistemas al establecer una conexión entre la ecología y el manejo y la protección de las plantaciones y los bosques naturales.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تؤثر إدارة الغابات على أداء النظام الإيكولوجي (الافتراس والحيوانات العاشبة) ولكن ليس ثبات النظام الإيكولوجي: دراسة مقارنة عبر أربعة أنظمة إيكولوجية للغابات في جميع أنحاء العالم
- Translated title (French)
- La gestion forestière affecte le fonctionnement des écosystèmes (prédation et herbivorie) mais pas la constance des écosystèmes : une étude comparative de quatre écosystèmes forestiers à travers le monde
- Translated title (Spanish)
- La gestión forestal afecta el funcionamiento del ecosistema (depredación y herbivoría) pero no la constancia del ecosistema: un estudio comparativo en cuatro ecosistemas forestales de todo el mundo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4390102262
- DOI
- 10.1016/j.gecco.2023.e02780
References
- https://openalex.org/W1518897246
- https://openalex.org/W1598596434
- https://openalex.org/W1951724000
- https://openalex.org/W1963778439
- https://openalex.org/W1975309550
- https://openalex.org/W1976156597
- https://openalex.org/W1991065091
- https://openalex.org/W1995997444
- https://openalex.org/W2006454189
- https://openalex.org/W2019655958
- https://openalex.org/W2023983808
- https://openalex.org/W2038541098
- https://openalex.org/W2048830496
- https://openalex.org/W2050746391
- https://openalex.org/W2056666834
- https://openalex.org/W2057730136
- https://openalex.org/W2060299363
- https://openalex.org/W2071553182
- https://openalex.org/W2078251967
- https://openalex.org/W2082793316
- https://openalex.org/W2092676444
- https://openalex.org/W2093386355
- https://openalex.org/W2101520369
- https://openalex.org/W2114049581
- https://openalex.org/W2115281912
- https://openalex.org/W2121038964
- https://openalex.org/W2125916552
- https://openalex.org/W2130811469
- https://openalex.org/W2131538879
- https://openalex.org/W2131595203
- https://openalex.org/W2136931732
- https://openalex.org/W2137946028
- https://openalex.org/W2139549265
- https://openalex.org/W2149530156
- https://openalex.org/W2157289047
- https://openalex.org/W2158196600
- https://openalex.org/W2161382127
- https://openalex.org/W2164695636
- https://openalex.org/W2168175751
- https://openalex.org/W2179127468
- https://openalex.org/W2254509181
- https://openalex.org/W2322619366
- https://openalex.org/W2333567741
- https://openalex.org/W2334749616
- https://openalex.org/W2496919281
- https://openalex.org/W2597110842
- https://openalex.org/W2786358356
- https://openalex.org/W2787057609
- https://openalex.org/W2799747671
- https://openalex.org/W2883912242
- https://openalex.org/W2891260154
- https://openalex.org/W2964246055
- https://openalex.org/W2966492928
- https://openalex.org/W2989732230
- https://openalex.org/W3002237749
- https://openalex.org/W3003899195
- https://openalex.org/W3025977550
- https://openalex.org/W3092579274
- https://openalex.org/W3094319426
- https://openalex.org/W3104561707
- https://openalex.org/W3139116689
- https://openalex.org/W3169962727
- https://openalex.org/W3216060834
- https://openalex.org/W4226318985
- https://openalex.org/W4232230729
- https://openalex.org/W4242310004
- https://openalex.org/W4293359983
- https://openalex.org/W4309927968
- https://openalex.org/W4315649004