Human and environmental factors explaining the structural and compositional variability in a Sub-tropical Dry Forest

Abstract

The Guánica forest reserve is the most important conservation unit within the sub-tropical dry life zone of Puerto Rico. Its vegetation has largely recovered after diverse human and natural disturbances. This study examined the association of tree communities in the forest with human disturbances and topography. Sample sites were selected from a geographic information system database that included five land-cover temporal combinations and three topographic positions. A non-metric multidimensional scaling (NMS) ordination of species abundances indicated relationships with age of abandonment, distance to the sea, time to canopy closure and % of rock outcrop. Tree communities showed marked variation with respect to land-use history and classes of distance from the sea. Structural comparison among sub-sets of the data indicated that in flat terrain tree density and richness were greater on mature sites than on intensely harvested sites. At the same topographic position, mean tree height was greater on former agricultural sites than on intense stem harvested sites. On gentle slopes species richness was greater on former agricultural sites than on intense stem harvested sites. Mature forest on gentle slopes was taller than on hill ridges. No significant differences in basal area, species richness and tree diversity were detected among topographic positions. Former agricultural sites were characterized by novel tree communities dominated by a mix of native species and the exotic pioneer legume, L. leucocephala. Exotic species introduced to the reserve had failed to establish suggesting that the natural regeneration of native species is the most promising strategy to rehabilitate degraded areas.

La Reserva Forestal de Guánica es la unidad de conservación más importante en la zona de vida seca sub-tropical de Puerto Rico. Su vegetación se ha recuperado luego de diversos disturbios humanos y naturales. Este estudio examinó la asociación de las comunidades de árboles del bosque con los disturbios humanos y la topografía. Las parcelas fueron seleccionadas de una base de datos de información geográfica que incluyó cinco combinaciones temporales de cobertura del suelo y tres posiciones topográficas. Una ordenación “NMS” de la abundancia de especies indicó relaciones con edad desde el abandono, distancia del mar, tiempo desde el cierre del dosel y % de afloramiento de rocas. Las comunidades de árboles mostraron una variación marcada con respecto a la historia de uso de terreno y a clases de distancia al mar. Comparaciones estructurales a través de subdivisiones de los datos indican que en topografía llana la densidad y riqueza de árboles fueron mayores en sitios de vegetación madura que en sitios donde se taló intensivamente. En esta misma posición topográfica, la altura promedio de los árboles fue menor en los sitios talados intensivamente que en las fincas abandonadas. En pendientes suaves la riqueza de especies fue mayor en fincas abandonadas que en sitios donde se taló intensivamente. La vegetación madura en pendientes suaves fue ligeramente mas alta que en los topes de las colinas. No se detectaron diferencias significativas a través de posiciones topográficas en cuanto área basal, riqueza y diversidad de especies. Las fincas abandonadas se caracterizaron por tener una comunidad de plantas nueva dominada por una mezcla de especies nativas y la leguminosa pionera naturalizada L. leucocephala. Las especies exóticas introducidas a la Reserva han fallado al establecerse sugiriendo que la regeneración natural de las especies nativas es la estrategia más prometedora para rehabilitar las áreas degradadas.