Incomplete recovery of tree community composition and rare species after 120 years of tropical forest succession in Panama.

ABSTRACT

Determining how fully tropical forests regenerating on abandoned land recover characteristics of old-growth forests is increasingly important for understanding their role in conserving rare species and maintaining ecosystem services. Despite this, our understanding of forest structure and community composition recovery throughout succession is incomplete, as many tropical chronosequences do not extend beyond the first 50 years of succession. Here, we examined trajectories of forest recovery across eight 1-hectare plots in middle and later stages of forest succession (40-120 years) and five 1-hectare old-growth plots, in the Barro Colorado Nature Monument (BCNM), Panama. We first verified that forest age had a greater effect than edaphic or topographic variation on forest structure, diversity and composition and then corroborated results from smaller plots censused 20 years previously. Tree species diversity (but not species richness) and forest structure had fully recovered to old-growth levels by 40 and 90 years, respectively. However, rare species were missing, and old-growth specialists were in low abundance, in the mid- and late secondary forest plots, leading to incomplete recovery of species composition even by 120 years into succession. We also found evidence that dominance early in succession by a long-lived pioneer led to altered forest structure and delayed recovery of species diversity and composition well past a century after land abandonment. Our results illustrate the critical importance of old-growth and old secondary forests for biodiversity conservation, given that recovery of community composition may take several centuries, particularly when a long-lived pioneer dominates in early succession. Abstract in Spanish is available with online material.

RESUMEN

Determinar en que medida los bosques tropicales que se regeneran en tierras abandonadas recuperan las características de los bosques primarios es cada vez más importante para comprender su papel en la conservación de especies raras y el mantenimiento de los servicios ecosistémicos. A pesar de ello, nuestro entendimiento sobre la recuperación de la estructura del bosque y la composición de la comunidad a lo largo de la sucesión es incompleta, ya que muchas cronosecuencias tropicales no van más allá de los primeros 50 años de sucesión. En este estudio, investigamos las trayectorias de recuperación del bosque en ocho parcelas de 1 hectárea en estadíos medios y tardíos de la sucesión forestal (40­120 años) y cinco parcelas de 1 hectárea de bosque primario, en el Monumento Natural Barro Colorado (MNBC), Panamá. En primer lugar, verificamos que la edad del bosque tenía un mayor efecto que la variación edáfica o topográfica en la estructura, diversidad y composición del bosque y luego corroboramos los resultados de parcelas más pequeñas estudiadas 20 años antes. La diversidad de especies arbóreas, pero no la riqueza de especies, y la estructura forestal se habían recuperado completamente hasta alcanzar los niveles de bosque primario a los 40 y 90 años, respectivamente. Sin embargo, los bosques secundarios carecían de especies raras y presentaban una escasa abundancia de especies especialistas del bosque antiguo, lo que condujo a una recuperación incompleta de la composición de especies, incluso a 120 años de sucesión. También encontramos pruebas de que el predominio de un pionero longevo en las primeras etapas de la sucesión provocó una alteración de la estructura forestal y retrasó la recuperación de la diversidad y composición de especies más allá de un siglo después el abandono de las tierras. Nuestros resultados ilustran la importancia crítica de los bosques primarios y secundarios más antiguos para la conservación de la biodiversidad, dado que la recuperación de la composición de la comunidad puede llevar varios siglos, especialmente cuando un pionero longevo domina en la sucesión temprana.