Management intensification in Ethiopian coffee forests is associated with crown habitat contraction and loss of specialized epiphytic orchid species

The moist evergreen Afromontane forest of SW Ethiopia has become extremely fragmented and most remnants are intensively managed for cultivation of coffee (Coffea arabica). We investigated the distributions of epiphytic orchids in shade trees and their understory in forests with contrasting management intensity to determine biodiversity losses associated with coffee cultivation and to determine the capacity of coffee shrubs to act as refugia for orchid species. We studied epiphytic orchids in managed forests and natural forests and recorded orchid diversity and abundance in different tree zones of 339 trees and in the understory. Coffee management was associated with a downward shift of orchid species as orchid species were occurring in significantly lower tree zones in managed forest. The number of shrubs in the understory of managed forest was not higher than in natural forests, yet orchid abundance was higher in the understory of managed forests. Local extinctions of epiphytic orchids and species losses in the outer tree zones (a contraction of habitat) in managed forests are most likely driven by losses of large, complex-structured climax trees, and changes in microclimate, respectively. Coffee shrubs and their shade trees in managed forests are shown here to be a suitable habitat for only a limited set of orchid species. As farmers continue to convert natural forest into managed forest for coffee cultivation, further losses of habitat quality and collateral declines in regional epiphytic orchid diversity can be expected. Therefore, the conservation of epiphytic orchid diversity, as well as other components of diversity of the coffee forests, must primarily rely on avoiding coffee management intensification in the remaining natural forest. Convincing farmers to keep forest-climax trees in their coffee forest and to tolerate orchids on their coffee shrubs may also contribute to a more favorable conservation status of orchids in Ethiopian coffee agroecosystems.

ZusammenfassungDer feuchte, immergrüne afromontane Wald von Südwest-Äthiopien wurde sehr stark fragmentiert und die meisten Überreste werden intensiv für den Kaffeeanbau bewirtschaftet (Coffea arabica). Wir untersuchten die Verteilungen von epiphytischen Orchideen in Schattenbäumen und in deren Unterwuchs in Wäldern mit unterschiedlicher Bewirtschaftungsintensität, um die mit dem Kaffeeanbau verbundenen Biodiversitätsverluste zu bestimmen und um die Fähigkeit der Kaffeesträucher, als Refugien für Orchideenarten zu fungieren, zu ermitteln. Wir untersuchten epiphytische Orchideen in bewirtschafteten und natürlichen Wäldern und erfassten die Diversität und Abundanz der Orchideen in unterschiedlichen Baumzonen (drei Kronenzonen und Stamm) und im Unterwuchs. Kaffeeanbau war verbunden mit einer Abwärtsverschiebung der Orchideen, indem Orchideenarten in signifikant tieferen Baumzonen im bewirtschafteten Wald auftraten. Die Anzahl der Sträucher im Unterwuchs bewirtschafteter Wälder war nicht höher als in natürlichen Wäldern, aber die Abundanz der Orchideen war im Unterwuchs von bewirtschafteten Wäldern höher. Lokales Aussterben von Orchideenarten und Artenverluste in den äußeren Baumzonen (geschrumpftes Habitat) in bewirtschafteten Wäldern sind höchstwahrscheinlich auf Verluste bei den großen alten Bäumen mit komplexer Struktur bzw. auf Änderungen des Mikroklimas zurückzuführen. Wir zeigen hier, dass die Kaffesträucher und ihre Schattenbäume in bewirtschafteten Wäldern nur für eine begrenzte Gruppe von Orchideen ein geeignetes Habitat darstellen. Indem die Bauern weiterhin natürlichen Wald in Wirtschaftswald umwandeln, können weitere Verluste bei der Habitatqualität und eine damit verbundene Abnahme der regionalen Diversität der epiphytischen Orchideen erwartet werden. Daher muss die Bewahrung der Diversität der epiphytischen Orchideen sowie anderer Komponenten der Diversität in Kaffeewäldern vornehmlich darauf beruhen, dass eine Intensivierung der Kaffeebewirtschaftung in den verbliebenen natürlichen Wäldern vermieden wird. Die Bauern davon zu überzeugen, dass sie die alten Bäume in ihren Kaffeewäldern behalten und Orchideen auf ihren Kaffeesträuchern tolerieren, könnte ebenfalls zu einem günstigeren Schutzstatus der Orchideen in äthiopischen Kaffee-Agroforsten beitragen.