Sample coverage affects diversity measures of bird communities along a natural recovery gradient of abandoned agriculture in tropical lowland forests

Abstract

Tropical old-growth forests continue to decline worldwide, resulting in a huge loss of biodiversity. The extent to which the expansion of second-growth forests can counteract biodiversity loss is context-dependent and controversial. To test the recovery of bird communities along a gradient from active pastures and cacao plantations, through regenerating forest on land last used for agriculture between 1 and 38 years ago, to old-growth forest, we sampled simultaneous audio recordings from 66 plots, from which an expert identified all bird species detected at fixed time points throughout the day. The study area is characterized by typical small-scale agriculture with remnant trees in the Ecuadorian Choc & oacute; Forest. To quantify different aspects of biodiversity, we used incidence-based Hill numbers focusing on infrequent, frequent and highly frequent species in taxonomic, functional and phylogenetic diversity, considering sample coverage (an objective measure of sample completeness). Bird community composition changed with the regrowth gradient represented on the first axis of the ordination. Differences in bird communities were also very robust to changes in sample coverage. The sample coverage decreased significantly along the recovery gradient and affected the different measures of alpha diversity. Although the results controlled by sample coverage showed no change in taxonomic and phylogenetic diversity, the functional diversity of infrequent, frequent and highly frequent species decreased along the recovery gradient. Cacao plantations exhibited particularly high diversity values, highlighting the potential of these patches to support woodland and shrubland species in agriculture. Furthermore, several forest species regularly used the agricultural areas, attracted by remnant trees characteristic of the small-scale agricultural landscape in our study region. Synthesis and applications. Our results highlight the importance of standardizing biodiversity measures and incorporating beta diversity in biodiversity monitoring. We demonstrate that taxonomic, phylogenetic and functional bird diversity can be high in secondary forests within smallholder agricultural landscapes. This underscores the potential for natural forest recovery, particularly when recovery patches are embedded within a forest matrix that includes old-growth stands. Los bosques tropicales antiguos siguen disminuyendo en todo el mundo, lo que provoca una enorme p & eacute;rdida de biodiversidad. La capacidad de la expansi & oacute;n de los bosques de segundo crecimiento para contrarrestar la p & eacute;rdida de biodiversidad depende del contexto y es controvertida. Para comprobar la recuperaci & oacute;n de las comunidades de aves a lo largo de un gradiente que abarca pastos activos, plantaciones de cacao, bosques en regeneraci & oacute;n en tierras utilizadas por & uacute;ltima vez para la agricultura entre 1 y 38 a & ntilde;os atr & aacute;s, y bosques primarios, realizamos grabaciones de audio simult & aacute;neas en 66 parcelas. A partir de dichas grabaciones, un experto identific & oacute; todas las especies de aves detectadas en momentos estandarizados a lo largo del d & iacute;a. El & aacute;rea de estudio se caracteriza por la t & iacute;pica agricultura a peque & ntilde;a escala con & aacute;rboles remanentes en el bosque del Choc & oacute; ecuatoriano. Para cuantificar diferentes aspectos de la biodiversidad, utilizamos n & uacute;meros de Hill basados en la incidencia, centr & aacute;ndonos en especies poco frecuentes, frecuentes y altamente frecuentes en diversidad taxon & oacute;mica, funcional y filogen & eacute;tica, teniendo en cuenta la cobertura de la muestra (una medida objetiva de la completitud de la muestra). La composici & oacute;n de la comunidad de aves sigui & oacute; el gradiente de rebrote representado en el primer eje de la ordenaci & oacute;n. Las diferencias en las comunidades de aves tambi & eacute;n fueron robustas a los cambios en la cobertura de la muestra. La cobertura de las muestras disminuy & oacute; significativamente a lo largo del gradiente de recuperaci & oacute;n y afect & oacute; a las distintas medidas de diversidad alfa. Aunque los resultados controlados por la cobertura muestral no mostraron cambios en la diversidad taxon & oacute;mica y filogen & eacute;tica, la diversidad funcional de especies poco frecuentes, frecuentes y muy frecuentes disminuy & oacute; a lo largo del gradiente de recuperaci & oacute;n. Las plantaciones de cacao mostraron valores de diversidad particularmente elevados, lo que pone de relieve el potencial de estos parches para sustentar especies forestales y arbustivas en la agricultura. Adem & aacute;s, varias especies forestales utilizaron regularmente las & aacute;reas agr & iacute;colas, inducidas por & aacute;rboles remanentes caracter & iacute;sticos del paisaje agr & iacute;cola a peque & ntilde;a escala de nuestra regi & oacute;n de estudio. S & iacute;ntesis y aplicaciones. Nuestros resultados ponen de manifiesto la importancia de estandarizar las medidas de biodiversidad e incorporar la diversidad beta en el seguimiento de la biodiversidad. Hemos demostrado que la diversidad taxon & oacute;mica, filogen & eacute;tica y funcional de las aves puede ser alta en bosques secundarios dentro de paisajes agr & iacute;colas de peque & ntilde;a escala. Esto pone de manifiesto el potencial de recuperaci & oacute;n de los bosques naturales, en particular cuando las parcelas de recuperaci & oacute;n est & aacute;n integradas en una matriz forestal que incluye bosques antiguos.