Amazonian deforestation and soil biodiversity.

ABSTRACT

Clearance and perturbation of Amazonian forests are one of the greatest threats to tropical biodiversity conservation of our times. A better understanding of how soil communities respond to Amazonian deforestation is crucially needed to inform policy interventions that effectively protect biodiversity and the essential ecosystem services it provides. We assessed the impact of deforestation and ecosystem conversion to arable land on Amazonian soil biodiversity through a meta-analysis. We analyzed 274 pairwise comparisons of soil biodiversity in Amazonian primary forests and sites under different stages of deforestation and land-use conversion disturbed (wildfire and selective logging) and slash-and-burnt forests, pastures, and cropping systems. Overall, 60% and 51% of responses of soil macrofauna and microbial community attributes (i.e., abundance, biomass, richness, and diversity indexes) to deforestation were negative, respectively. We found few studies on mesofauna (e.g., microarthropods) and microfauna (e.g., protozoa and nematodes), so those groups could not be analyzed. Macrofauna abundance and biomass were more vulnerable to the displacement of forests by pastures than by agricultural fields, whereas microbes showed the opposite pattern. Effects of Amazonian deforestation on macrofauna were more detrimental at sites with mean annual precipitation >1900 mm, and higher losses of microbes occurred in highly acidic soils (pH < 4.5). Limited geographic coverage, omission of meso- and microfauna, and low taxonomic resolution were main factors impairing generalizations from the data set. Few studies assessed the impacts of within-forest disturbance (wildfires and selective logging) on soil species in Amazonia, where logging operations rapidly expand across public lands and more frequent severe dry seasons are increasing the prevalence of wildfires.

RESUMEN

Deforestación en el Amazonas y Biodiversidad del Suelo Resumen Actualmente, el despeje y la perturbación de los bosques del Amazonas son las principales amenazas para la conservación de la biodiversidad tropical. Se requiere urgentemente de un mejor entendimiento sobre cómo las comunidades del suelo responden a la deforestación amazónica para informar a las intervenciones políticas que protegen efectivamente a la biodiversidad y a los servicios ambientales esenciales que proporciona. Evaluamos el impacto de la deforestación y la conversión del ecosistema a suelo arable sobre la biodiversidad del suelo amazónico por medio de un meta-análisis. Analizamos 274 comparaciones por pares de la biodiversidad del suelo amazónico en bosques primarios y sitios bajo diferentes etapas de deforestación y conversión de uso de suelo bosques perturbados (incendios forestales y tala selectiva) y de corte-y-quema, pasturas, y sistemas agrícolas. En general, el 60% y el 51% de las respuestas de los atributos (es decir, abundancia, biomasa, riqueza, e índices de biodiversidad) de la macrofauna del suelo y de las comunidades microbianas ante la deforestación fueron negativas, respectivamente. Encontramos pocos estudios sobre la mesofauna (p. ej. microartrópodos) y la microfauna (p. ej. protozoarios y nematodos), así que estos grupos no pudieron ser analizados. La abundancia de la macrofauna y la biomasa fueron más vulnerables al desplazamiento de bosques por las pasturas que por los campos agrícolas, mientras que los microbios mostraron el patrón opuesto. Los efectos de la deforestación amazónica sobre la macrofauna fueron más dañinos en sitios con una precipitación anual media mayor a los 1,900 mm, y ocurrieron pérdidas más elevadas de microbios en suelos con una acidez alta (pH < 4.5). La cobertura geográfica limitada, la omisión de la mesofauna y la microfauna, y la baja resolución taxonómica fueron los factores principales que obstaculizaron las generalizaciones del conjunto de datos. Pocos estudios evaluaron los impactos de las perturbaciones internas del bosque (incendios forestales y tala selectiva) sobre las especies del suelo amazónico, a la vez que las operaciones de tala se expanden rápidamente en los terrenos públicos y la ocurrencia con mayor frecuencia de temporadas con sequía grave aumentan la prevalencia de los incendios forestales.