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Habitat fragmentation and forest management alter woody plant communities in a Central European beech forest landscape
Biodiversity and Conservation ( IF 3.4 ) Pub Date : 2020-05-28 , DOI: 10.1007/s10531-020-01996-6
Kevin Wilhelm Bähner , Marcelo Tabarelli , Burkhard Büdel , Rainer Wirth

Habitat fragmentation and forest management have been considered to drastically alter the nature of forest ecosystems globally. However, much uncertainty remains regarding the causative mechanisms mediating temperate forest responses, such as forest physical environment and the structure of woody plant assemblages, regardless of the role these forests play for global sustainability. In this paper, we examine how both habitat fragmentation and timber exploitation via silvicultural operations affect these two factors at local and habitat spatial scales in a hyper-fragmented landscape of mixed beech forests spanning more than 1500 km2 in SW Germany. Variables were recorded across 57 1000 m2 plots covering four habitats: small forest fragments, forest edges within large control forests, as well as managed and unmanaged forest interior sites. As expected, forest habitats differed in disturbance level, physical conditions and community structure at plot and habitat scale. Briefly, diversity of plant assemblages differed across all forest habitats (highest in edge forests) and correlated with integrative indices of edge, fragmentation and management effects. Surprisingly, managed and unmanaged forests did not differ in terms of species richness at local spatial scale, but managed forests exhibited a clear signal of physical/floristic homogenization as species promoted by silviculture proliferated; i.e. impoverished communities at landscape scale. Moreover, functional composition of plant communities responded to the microclimatic regime within forest fragments, resulting in a higher prevalence of species adapted to these microclimatic conditions. Our results underscore the notion that forest fragmentation and silvicultural management (1) promote changes in microclimatic regimes, (2) alter the balance between light-demanding and shade-adapted species, (3) support diverse floras across forest edges, and (4) alter patterns of beta diversity. Hence, in human-modified landscapes edge-affected habitats can be recognized as biodiversity reservoirs in contrast to impoverished managed interior forests. Furthermore, our results ratify the role of unmanaged forests as a source of environmental variability, species turnover, and distinct woody plant communities.



中文翻译:

栖息地的破碎和森林管理改变了中欧山毛榉森林景观中的木本植物群落

人们认为,生境破碎化和森林管理在全球范围内极大地改变了森林生态系统的性质。但是,关于介导温带森林反应的原因机制(例如森林的自然环境和木本植物组合的结构)仍然存在很多不确定性,无论这些森林在全球可持续性中扮演什么角色。在本文中,我们研究了德国西南部超过1500 km 2的混合山毛榉森林的超片段化景观中,栖息地破碎和通过营林活动进行的木材开发如何在本地和栖息地空间尺度上影响这两个因素。记录了57 1000 m 2的变量覆盖四个栖息地的地块:小片森林碎片,大片对照森林内的森林边缘以及受管理和不受管理的森林内部场所。正如预期的那样,在样地和生境规模上,森林生境的干扰程度,物理条件和群落结构都不同。简而言之,植物群落的多样性在所有森林生境中都不同(边缘森林中最高),并且与边缘,破碎化和管理效应的综合指数相关。令人惊讶的是,在本地空间尺度上,人工林和非人工林在物种丰富度方面没有差异,但是由于造林促进了物种的繁衍,人工林表现出明显的物理/植物同质化信号。即在景观尺度上贫困的社区。此外,植物群落的功能组成对森林碎片中的微气候状况做出了响应,从而导致适应这些微气候条件的物种的患病率更高。我们的研究结果强调了以下观点:森林破碎化和营林管理(1)促进微气候状况的变化;(2)改变对光照要求高和适应阴影的物种之间的平衡;(3)支持森林边缘的不同植物区系;以及(4)改变Beta多样性的模式。因此,在人为改变的景观中,与受管理的贫困室内森林相比,受边缘影响的栖息地可以被视为生物多样性的储存库。此外,我们的结果证实了未经管理的森林在环境可变性,物种更新和独特的木本植物群落方面的作用。导致适应这些微气候条件的物种患病率更高。我们的研究结果强调了以下观点:森林破碎化和营林管理(1)促进微气候状况的变化;(2)改变对光照要求高和适应阴影的物种之间的平衡;(3)支持森林边缘的不同植物区系;以及(4)改变Beta多样性的模式。因此,在人为改变的景观中,与受管理的贫困室内森林相比,受边缘影响的栖息地可以被视为生物多样性的储存库。此外,我们的结果证实了未经管理的森林在环境可变性,物种更新和独特的木本植物群落方面的作用。导致适应这些微气候条件的物种患病率更高。我们的研究结果强调了以下观点:森林破碎化和营林管理(1)促进微气候状况的变化;(2)改变对光照要求高和适应阴影的物种之间的平衡;(3)支持森林边缘的不同植物区系;以及(4)改变Beta多样性的模式。因此,在人为改变的景观中,与受管理的贫困室内森林相反,受边缘影响的栖息地可以被视为生物多样性的储藏库。此外,我们的结果证实了未经管理的森林在环境可变性,物种更新和独特的木本植物群落方面的作用。我们的研究结果强调了以下观点:森林破碎化和营林管理(1)促进微气候状况的变化;(2)改变对光照要求高和适应阴影的物种之间的平衡;(3)支持森林边缘的不同植物区系;以及(4)改变Beta多样性的模式。因此,在人为改变的景观中,与受管理的贫困室内森林相反,受边缘影响的栖息地可以被视为生物多样性的储藏库。此外,我们的结果证实了未经管理的森林在环境可变性,物种更新和独特的木本植物群落方面的作用。我们的研究结果强调了以下观点:森林破碎化和营林管理(1)促进微气候状况的变化;(2)改变对光照要求高和适应阴影的物种之间的平衡;(3)支持森林边缘的不同植物区系;以及(4)改变Beta多样性的模式。因此,在人为改变的景观中,与受管理的贫困室内森林相比,受边缘影响的栖息地可以被视为生物多样性的储存库。此外,我们的结果证实了未经管理的森林在环境可变性,物种更新和独特的木本植物群落方面的作用。在人类改造的景观中,与受管理的贫困室内森林相比,受边缘影响的栖息地可以被视为生物多样性的储藏库。此外,我们的结果证实了未经管理的森林在环境可变性,物种更新和独特的木本植物群落方面的作用。在人类改造的景观中,与受管理的贫困室内森林相比,受边缘影响的栖息地可以被视为生物多样性的储藏库。此外,我们的结果证实了未经管理的森林在环境可变性,物种更新和独特的木本植物群落方面的作用。

更新日期:2020-05-28
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