Influence of land crabs Gecarcinus quadratus (Gecarcinidae) on distributions of organic carbon and roots in a Costa Rican rain forest

ABSTRACT

In Costa Rica’s Corcovado National Park, the fossorial land crab, Gecarcinus quadratus (Gecarcinidae), densely populates (1-6 m-2) a region of forest extending from the Park’s Pacific coastline inland to ca.600 m. Throughout this coastal forest (crabzone), crabs selectively forage for fallen leaves and relocate them to subterranean burrow chambers. Comparisons between surface soils (0 -15 cm) sampled from the crabzone and forest lying immediately inland that is naturally devoid of crabs (crabless zone) suggest that crabzone top soils contained less organic carbon and fewer fine and very fine roots. In contrast, soils sampled from 70 -100 cm depths in the crabzone contained twice the carbon of the crabless zone during the dry season but similar values during the wet season. Two years of experimental crab exclusion from 25 m2 replicates established in the crabzone resulted in 16% more organic carbon content in surface soils relative to baseline conditions (n.s.) and 22% more carbon than final control values (P <0.05).Excavations of burrow chambers, with an average (±SD) depth of 48 ±12 cm, indicated localized, subterranean pockets of elevated (+60 %) organic carbon and increased densities of fine and very fine roots relative to same-depth samples from the crabzone unassociated with burrows chambers.

RESUMEN

El cangrejo Gecarcinus quadratus (Gecarcinidae) habita madrigueras terrestres y afecta el retorno de carbón orgánico a los suelos de los bosques lluviosos al reducir la acumulación de hojarasca y alterar su proceso de descomposición. En el Parque Nacional Corcovado en Costa Rica, G. quadratus vive en altas densidades (de 1-6 cangrejos m-2) en una franja boscosa que se extiende desde la costa del Océano Pacífico hasta 600 m tierra adentro. En esta región de bosque costero (‘zona cangrejera’), los cangrejos buscan alimento selectivamente en la hojarasca, trasladando lo que recolectan a sus cuevas de más de 1 m de profundidad. Comparaciones entre la superficie de los suelos de la zona cangrejera y los de la región inmediata pero más lejana a la costa y sin cangrejos (‘zona no-cangrejera’), revelan que la capa superficial del suelo (a 10 cm) en la zona cangrejera contiene 39% menos carbono orgánico, 72% menos raíces finas y 50% menos raíces muy finas. Estos resultados contrastan con muestreos similares realizados en ambas zonas en suelos de 75-100 cm de profundidad, donde se encontraron similares concentraciones de carbono orgánico, pero la zona cangrejera tenía el doble de raíces finas y más del cuádruple de raíces muy finas que en la zona no-cangrejera. Encierros experimentales de 25 m2 realizados durante 2 a no revelaron ningún efecto de manipulación en los perfiles verticales de carbono orgánico. Sin embargo, los suelos superficiales de los encierros presentaron 18 ± 8% más carbono que los valores de control. En contraste, excavaciones en los agujeros de los cangrejos de un promedio (± SD) de profundidad de 48 ± 12 centímetros revelaron concentraciones subterráneas elevadas (+60%) de carbono orgánico con densidades elevadas de raíces finas (+1500%) y de raíces muy finas (+200%), en relación con muestras tomadas a la misma profundidad en la zona cangrejera (pero no asociadas a cuevas de cangrejos).