Diversidad funcional de escarabajos fitófagos (Coleoptera: Scarabaeidae) en paisajes agroforestales de la Serranía del Perijá (Cesar, Colombia)

Abstract

En la Serranía del Perijá, Norte de Colombia, el cambio constante del paisaje, bien sea por implementación de estrategias de manejo o por desarrollo de las comunidades para el aprovechamiento del territorio, generan diferencias en la organización de los mismos. Esta investigación, tuvo como objetivo evaluar los cambios de la estructura funcional de escarabajos fitófagos (Scarabaeidae) en paisajes agroforestales de la Serranía del Perijá. Teniendo en cuenta que los escarabajos fitófagos explotan variedad de recursos alimenticios, y están relacionados a procesos como la degradación de la materia orgánica, polinización y control biológico, se anticipó que la estructuración funcional de sus comunidades, reflejada en la variación de sus rasgos funcionales y en las métricas de la diversidad funcional, cambiaría en función a los cambios en las características de los ecosistemas y su entorno. Se ubicaron cuatro ventanas de 4 km2 cada una, y se realizó la recolecta de escarabajos en las coberturas de bosque, cultivo, y regeneración. Para cada cobertura se obtuvieron datos de altitud, cobertura del dosel, porcentaje del área de cada cobertura (PLAND), distancia entre fragmentos de la misma cobertura y forma de los fragmentos. Se estimó la variación de los rasgos funcionales mediante el cálculo de CWM para cada rasgo funcional y se evaluó su relación con las variables del paisaje por medio de modelos aditivos generalizados (GAMM). Además, se analizaron las variaciones multiescalares de las métricas de diversidad taxonómica (0D, 1D y 2D) y de diversidad funcional (FRicSES, FEveSES y FDisSES), así como también la diversidad beta taxonómica y funcional con sus componentes de recambio y anidamiento. Para analizar la influencia de las variables del paisaje sobre las diversidades alfa taxonómica y funcional, se construyeron GAMMs. Para analizar esa misma influencia en la diversidad beta, se realizaron análisis de redundancia con matrices de distancia (dbRDA). Como resultados se recolectaron 3713 escarabajos fitófagos de 50 especies agrupadas en las subfamilias Melolonthinae, Dynastinae, Rutelinae y Cetoniinae. Los rasgos funcionales responden a las variables del paisaje con asociaciones significativas. Se evidenciaron relaciones entre rasgos relacionados a la complejidad de los ambientes con el porcentaje de área de los bosques; los cultivos con mayor altitud y distancia estuvieron representados por rasgos vinculados con la capacidad de dispersión; y la longitud de las patas posteriores; en las coberturas de regeneraciones dependían de la cobertura del dosel, la forma y la distancia. En cuanto a la diversidad taxonómica y funcional, no presentaron diferencias entre coberturas a nivel regional, pero si dentro de algunas ventanas. La diversidad beta taxonómica se debe principalmente al recambio, mientras que la diversidad beta funcional se debe al anidamiento. Tanto la altitud como la distancia entre fragmentos se relacionaron con la riqueza en las tres coberturas; así como 1D, 2D y FRicSES en cultivos. Por su parte la altitud y la forma de los fragmentos explicaron la variación de 0D en regeneración, 1D y 2D en bosques y FEveSES y FDisSES en las tres coberturas. La altitud, la cobertura del dosel y la forma, fueron las variables que mayormente influenciaron la diversidad beta taxonómica y funcional, y en sus componentes de recambio y anidamiento. En general, estos resultados muestran que la estructura del paisaje juega un papel importante para el mantenimiento de diferentes dimensiones de la diversidad. Por lo tanto, garantizar un arreglo espacial que garantice la composición y la conectividad, favorecerá la persistencia de comunidades con especies vinculadas a variadas funciones ecosistémicas. (Texto tomado de la fuente).

In the Serranía del Perijá, Northern of Colombia, landscape changes, whether due to the implementation of management strategies or community development for territorial utilization, generate differences in their organization. This research aimed to assess changes in the functional structure of phytophagous scarab beetles (Scarabaeidae) in agroforestry landscapes of the Serranía del Perijá. Considering that phytophagous scarab beetles exploit a variety of food resources and are related to ecological processes as organic matter degradation, pollination, and biological control, it is predicted that the functional structuring of their communities, reflected in the variation of their functional traits and functional diversity metrics, will be sensitive to changes in ecosystems characteristics and their surroundings. Four windows of 4 Km2 each were selected, and scarab beetles were collected in forest, crops, and regeneration coverages. For each coverage data on altitude, canopy cover and class level metrics PLAND, Shape and Euclidean distance, were obtained. The variation of functional traits was estimated by calculating Community Weighted Mean index (CWM) for each functional trait and its relationship with landscapes variables was evaluated using Generalized Additive Mixed Models (GAMMs). Aditionally, multiscale variations of taxonomic (0D, 1D and 2D) and functional diversity (FRicSES, FEveSES and FDisSES), as well as taxonomic and functional beta diversity with their turnover and nestedness components were analyzed. To assess the influence of landscape variables on alpha taxonomic and functional diversities, GAMMs were constructed, and redundancy analysis with distance matrices (dbRDA) were c to analyze the same influence on beta diversity. The results included the collections of 3713 phytophagous beetles from 50 species grouped in the subfamilies Melolonthidae, Dynastinae, Rutelinae and Cetoniinae. Functional traits responded to landscape variables with significant associations. Relationships were evident between traits related to environmental complexity and the percentage of forest area; crops at higher altitude and distances were represented by traits linked to dispersal capability, and the length of hind legs in regenerations depended on canopy cover, shape, and distance. Regarding taxonomic and functional diversity there were no differences between coverages at regional level but were observed within some windows. Taxonomic beta diversity was mainly due to turnover, while functional beta diversity was attributed to nestedness. Both altitude and distances between fragments were related to richness in all three coverages, as well as to 1D, 2D and FRicSES in crops. Altitude and fragment shape explained the variation 0D in regeneration, 1D and 2D in forests, and FEveSES and FDisSES in all three coverages. Altitude, canopy cover and shape were the variables that most influenced taxonomic and functional beta diversity and their turnover and nestedness components. Overall, these results demonstrate that landscape structure plays a crucial role in maintaining different dimensions of diversity. Therefore, ensuring a spatial arrangement that promotes composition and connectivity will favor the persistence of communities with species linked to various ecosystems functions.