Structure and species composition of the Río Hondo Community Forest in Mayagüez, Puerto Rico, before and after Hurricane María: Implications for social-ecological resilience

Abstract

The effects of abandonment of agricultural lands on forest regrowth and succession merit further study in Puerto Rico. The 27.51 ha Río Hondo Community Forest (RHCF) is a 38 to 46-year-old secondary forest growing on abandoned sugar cane fields. I measured the tree density, basal area, biomass, and species richness (biotic variables) in 31 plots. An analysis of variance was performed to establish which abiotic factors were related to the biotic variables. Non-metric multidimensional scaling was conducted to understand which abiotic factors were related to tree species composition. During this research, Hurricane María hit Puerto Rico. Post-hurricane damage assessment was conducted by comparing biotic variables before and after the hurricane. For small and large trees before Hurricane María, tree density averaged 1345 and 581 trees/ha, basal area 4.1 and 20.4 m2/ha, and above ground biomass 8.3 and 272.1 Mg/ha, respectively. A total of 31 tree species were identified; species richness per plot ranged from 4 to 5 species. The dominant large tree species were the native Cupania americana, and the introduced Albizia procera, Cassia siamea, and Spathodea campanulata. Species composition was related to geological substrate, elevation, and distance to forest edge. After Hurricane María, tree density, basal area and biomass was reduced 10 to 27%. There was little effect on species richness. A literature review identified extraction of leaf compounds as a primary use of tree species found in the RHCF. An online survey helped to better understand the socio-ecological impacts of Hurricane María as related to community forestry. Academic and professional participants had similar responses. The survey identified no novel uses for downed trees and only 37% of those trees were used for handicrafts and firewood. This study gives the RHCF information that can be used to help forest managers and community members design and implement future intervention practices for multiple objectives such as agroforestry, ecotourism, and education.

Los efectos del abandono de tierras agrícolas sobre el crecimiento y la sucesión de los bosques merecen un estudio más a fondo en Puerto Rico. El Bosque Comunitario Río Hondo (BCRH) de 27.51 ha es un bosque secundario de 38 a 46 años que crece en campos de caña de azúcar abandonados. Medí la densidad de árboles, el área basal, la biomasa y la riqueza de especies (variables bióticas) en 31 parcelas. Se realizó un análisis de varianza para establecer qué factores abióticos estaban relacionados con las variables bióticas. Se realizó un análisis multidimensional no métrico para comprender qué factores abióticos estaban relacionados con la composición de las especies de árboles. Durante esta investigación, el Huracán María azotó a Puerto Rico. La evaluación de los daños posteriores al huracán se realizó comparando variables bióticas antes y después del huracán. Para árboles pequeños y grandes antes del Huracán María, la densidad de árboles promedió 1345 y 581 árboles/ha, el área basal de 4.1 y 20.4 m2/ha, y la biomasa aérea de 8.3 y 272.1 Mg/ha. Se identificaron un total de 31 especies; la riqueza de especies por parcela osciló entre 4 y 5. Las especies de árboles grandes dominantes fueron la especie natica Cupania americana y las especies introducidas Albizia procera, Cassia siamea y Spathodea campanulata. La composición de las especies estuvo relacionada a el sustrato geológico, la elevación y la distancia al borde del bosque. Después del Huracán María, la densidad de árboles, el área basal y la biomasa se redujeron entre un 10 y un 27%. Hubo poco efecto sobre la riqueza de especies. Una revisión de la literatura identificó la extracción de compuestos de hojas como un uso principal de las especies de árboles que se encuentran en el BCRH. Una encuesta en línea ayudó a comprender mejor los impactos socioecológicos del Huracán María en relación con la silvicultura comunitaria. Los participantes académicos y profesionales tuvieron respuestas similares. La encuesta no identificó usos novedosos para los árboles caídos y solo el 37% de esos árboles se utilizaron para artesanías y leña. Este estudio brinda a la BCRH información que se puede utilizar para ayudar a manejadores y miembros de la comunidad a diseñar e implementar futuras prácticas de intervención para múltiples objetivos como la agroforestería, el ecoturismo y la educación.