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On the relative importance of resource availability and habitat connectivity as drivers of soil biodiversity in Mediterranean ecosystems

Lopezosa, Paula ; Berdugo, Miguel ; Morales‐Márquez, Jimmy ; Pastor, Estrella ; Delgado‐Baquerizo, Manuel ; Bonet, Andreu ; Wang, Juntao ; Singh, Brajesh K. ; Soliveres, Santiago

The Journal of ecology, 2023-07, Vol.111 (7), p.1455-1467 [Periódico revisado por pares]

Oxford: Blackwell Publishing Ltd

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  • Título:
    On the relative importance of resource availability and habitat connectivity as drivers of soil biodiversity in Mediterranean ecosystems
  • Autor: Lopezosa, Paula ; Berdugo, Miguel ; Morales‐Márquez, Jimmy ; Pastor, Estrella ; Delgado‐Baquerizo, Manuel ; Bonet, Andreu ; Wang, Juntao ; Singh, Brajesh K. ; Soliveres, Santiago
  • Assuntos: Availability ; Biodiversity ; Biota ; Carbon ; Carbon content ; connectivity ; die‐off ; Dominant species ; Environmental degradation ; Environmental quality ; Fauna ; Food chains ; Food webs ; Fragmentation ; Habitat fragmentation ; Habitat selection ; habitat size ; Habitats ; Heterogeneity ; Leaf area ; Microorganisms ; Nutrient cycles ; Organic carbon ; Organic soils ; Plant species ; plant–soil interactions ; Predation ; Productivity ; Quercus rotundifolia ; Resource availability ; Soil ; Soil fauna ; soil macro‐ and meso‐fauna ; soil microbes ; Soil microorganisms ; soil organic C ; Soil structure ; Soils ; Species richness ; Trees ; Trophic structure
  • É parte de: The Journal of ecology, 2023-07, Vol.111 (7), p.1455-1467
  • Descrição: Soil biota influences nutrient cycling and climate regulation and represents an important fraction of global biodiversity, yet we know very little about how this soil biota responds to habitat fragmentation and degradation of habitat quality. We studied the response of different soil trophic groups (microbes and soil fauna), and their trophic structure, to changes in their habitat derived from forest long‐term management and extensive tree die‐off in a Mediterranean ecosystem. Specifically, we evaluated changes in (i) habitat size, (ii) habitat resource availability and heterogeneity and (iii) habitat connectivity. To do this, we sampled the soil biota of 43 holm oak trees (and five open interspaces) differing in size, quality, heterogeneity, connectivity and the effect of die‐off (healthy or affected). We sorted soil biota by trophic group and related their richness to habitat characteristics. Seven of the 12 trophic groups evaluated increased their species richness with soil organic carbon content, which was the most frequently selected driver of soil biota (both microbial and faunal richness). Habitat connectivity positively affected the richness of larger organisms (fauna) and plant attributes (richness, productivity and specific leaf area) also showed significant but contrasting effects depending on the group evaluated. Due to the idiosyncratic responses of different groups, the entire trophic structure (microbes and fauna) was affected by a more complex set of factors than most trophic groups in isolation, including interactions between habitat size and resource availability or connectivity. A major factor influencing habitat resource availability was the die‐off of the dominant tree species (drastically altering tree productivity). We found weaker and more negative relationships between trophic groups under trees suffering from die‐off than beneath healthy trees, particularly between microbial rather than faunal groups. Synthesis. We provide a comprehensive assessment of the response of key members of the soil food web to habitat fragmentation and tree die‐off (landscape‐level plant–soil interactions), illustrating the major role of soil carbon, habitat connectivity and tree die‐off in driving soil biodiversity and trophic structure. Resumen Los organismos que viven en el suelo representan un cuarto de la biodiversidad global y determinan en gran parte la fertilidad del suelo o la regulación del clima. Sin embargo, sabemos muy poco sobre cómo esta biodiversidad del suelo responde al cambio global, incluyendo la fragmentación y pérdida de la calidad de sus hábitats, conocidos factores que reducen la biodiversidad de otros organismos. En este estudio analizamos la respuesta de diferentes grupos tróficos de microbios y fauna del suelo (detritívoros, herbívoros, depredadores, etc.) a los cambios en su hábitat derivados del manejo forestal y la seca de los árboles en un ecosistema mediterráneo. Específicamente, evaluamos los cambios en: i) el tamaño del hábitat, ii) la disponibilidad y heterogeneidad de los recursos del hábitat, y iii) la conectividad del hábitat. Para hacer esto, muestreamos la biodiversidad del suelo bajo 43 encinas (y cinco espacios abiertos) que diferían en tamaño, calidad, heterogeneidad, conectividad, y en el efecto de la seca en los árboles (sanos o afectados). Clasificamos la biota del suelo por grupo trófico y relacionamos su riqueza con las características del hábitat. Nuestros resultados muestran que, entre todos los cambios en el hábitat estudiados, la calidad del hábitat (en concreto el contenido de carbono orgánico del suelo) fue el principal factor determinante de la biodiversidad del suelo, aumentando la riqueza de siete de los 12 grupos tróficos evaluados tanto de fauna (ácaros y colémbolos, sobre todo) como de microbios (bacterias y hongos mayoritariamente). La conectividad del hábitat también fue un predictor muy importante, que afectó positivamente a la riqueza de organismos más grandes (fauna). Hemos visto también que la seca de la encina debilita de forma importante las relaciones entre distintos grupos tróficos, que además se vuelven más negativas. En general, nuestro estudio ayuda a entender mejor el efecto de la fragmentación de nuestros bosques, así como el de la seca de la encina, sobre una parte muy importante de la biodiversidad que se conoce poco. En este sentido, nuestro trabajo muestra el importante papel del carbono del suelo, la conectividad del hábitat y la seca de los árboles en la biodiversidad del suelo y su estructura trófica. The authors provide a comprehensive assessment of the response of key members of the soil food web to habitat fragmentation and tree die‐off (landscape level plant–soil interactions), illustrating the major role of soil carbon, habitat connectivity, and tree die‐off in driving soil biodiversity and trophic structure.
  • Editor: Oxford: Blackwell Publishing Ltd
  • Idioma: Inglês
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