När människor skär sammanhängande tropiska skogar i mindre fragment, ekologer säger, skogar längs kanterna av dessa fragment tenderar att uppleva ett antal förändringar (t.ex. högre temperaturer, lägre luftfuktighet), gemensamt känd som "kanteffekter". En sådan kanteffekt är en minskning av trädslagsmångfalden. Vad orsakar denna effekt, dock, har aldrig blivit helt förstått.
En ny Yale-ledd studie finner att svaret kan ligga i det komplexa och kryptiska förhållandet mellan träd och deras så kallade "naturliga fiender".
Skriver i journalen Naturkommunikation , ett team av forskare visar att fragmentering försvagar effekterna av vissa svamppatogener och insektsväxtätare – särskilt de specialiserade fiender som hjälper till att upprätthålla mångfalden i ett tropiskt system – vilket gör det möjligt för vissa trädarter att frodas nära skogskanterna på ett sätt som de inte kunde djupare i skog.
"Trots det stora arbetet med kanteffekter i fragmenterade skogar, knappt några studier hade faktiskt visat mekanismerna som minskar träddiversiteten nära fragmentkanterna, " sa Meghna Krishnadas, en doktorsexamen kandidat vid Yale School of Forestry &Environmental Studies (F&ES) och huvudförfattare till uppsatsen. "Också, få studier i fragmenterade skogar kopplade till det teoretiska och empiriska arbetet om växtsamhällets dynamik i intakta skogar.
"I själva verket, Jag hoppades kunna förstå fragmenterade skogar genom att använda mekanismerna för mångfald som ses i intakta skogar."
Medförfattare inkluderar Liza Comita, en biträdande professor i tropisk skogsekologi vid F&ES; Robert Bagchi, en samhällsekolog vid University of Connecticut; och Sachin Sridhara, från National Center for Biological Sciences i Bangalore, Indien.
Mest tidigare forskning om kanteffekter hade fokuserat på abiotiska faktorer, som förändringar i ljus, fuktighet, eller fröankomstmönster i nybildade "kanter" där intilliggande skog har röjts för jordbruk, vägar eller andra ändringar. Färre studier har undersökt rollen av naturliga fiender som är kända för att främja biologisk mångfald genom att hålla någon art från att bli för riklig.
"Det är ett fenomen som är välkänt men som har studerats mest i intakta skogar, " sa Comita. "Men frågan var, påverkar det att vara nära kanter i dessa skogsfragment dessa typer av interaktioner? Vi tänkte att det kanske är för att man i kanterna har förändringar i sammansättningen av trädslag. Du har också förändringar i miljöförhållandena; till exempel, lägre luftfuktighet kan minska mängden patogener."
De förväntade sig att en svagare reglering av artrekrytering av naturliga fiender skulle minska plantornas mångfald nära kanterna av fragmenterade, människomodifierade skogar.
För att testa teorin, forskarna genomförde en serie fältexperiment över en 3, 500 hektar område med fragmenterad våt, tropisk skog i västra Ghats, Indien, en hotspot för biologisk mångfald som nu är hem för expansivt jordbruk, i detta fall teplantager.
På 15 slumpmässigt utvalda platser, de etablerade 45 provtagningsstationer på noll till fem meter från fragmentets kant, samt 20 till 30 meter, och 50 till 60 meter från kanten. De satte också upp 15 stationer 90 till 100 meter från kanten.
Medan de fann att mångfalden av frö "regn" var konsekvent över landskapet, mångfalden av plantor som faktiskt tog fäste var mycket större i skogens inre, längst från kanten.
Senare, när insekticider och fungicider användes för att undertrycka trädslags naturliga fiender i inlandet, den biologiska mångfalden minskade där, för, vilket tyder på att det verkligen var interaktioner med dessa svamppatogener och insektsväxtätare som drev mångfaldsnivåerna. I kontrast, när bekämpningsmedel tillsattes till områden närmare kanten, plantornas mångfald förändrades inte, vilket indikerar att de naturliga fienderna inte var viktiga för att upprätthålla mångfald nära kanter.
Konsekvenserna är betydande, Sa Comita. En nyligen genomförd studie av den globala omfattningen av fragmentering fann att cirka 20 procent av de återstående skogarna ligger inom 100 meter från en kant.
"Så det är troligt att många skogar runt om i världen potentiellt kommer att påverkas av dessa kanteffekter, som inkluderar en förlust av diversifierande ekologiska interaktioner, sa Comita.
