Simplification of a coffee foliage-dwelling beetle community under low-shade management

Coffee agroforests may be structurally and floristically complex and may contain a significant fraction of species from biodiverse and threatened tropical montane forest biotas; hence, understanding the dynamics of tropical forest biodiversity in coffee agroecosystems has emerged as a centrally important area of tropical conservation biology research. We conducted a morphospecies analysis on foliage-dwelling beetles collected from coffee plants on four coffee farms in southern Chiapas, Mexico, to characterize variation in the abundance, species richness, and species composition of this mega-diverse taxon in relation to coffee cultivation system, spatio-temporal variation, and predator removal. We constructed thirty-two cages to exclude birds and bats on four farms, each enclosing 7–10 coffee plants and paired with an adjacent uncaged control plot, and then collected beetles from coffee foliage with D-Vac aspirators in each plot once every 3 months for one year.We classified the 2662 beetles collected into 293 morphospecies, representing 42 families of beetles. Extrapolation and interpolation analyses revealed a very high level of species richness, with no plateau and only a slight leveling trend observed in our species accumulation curves. We found that low-shade systems contain equal or higher beetle abundance, lower species richness, more highly homogenized species composition, and higher abundance of coffee berry borer pests on coffee foliage than do high-shade systems. We observed no effect of flying vertebrate exclusion on the coffee foliage beetle assemblage, but did find significant variation in abundance, species richness, and species composition of coffee foliage beetles across seasons and study sites.The increased beetle biodiversity of high-shade coffee cultivation systems has important implications both for the preservation of native biodiversity in coffee growing regions and for the control of agricultural pests such as the coffee berry borer.

ZusammenfassungKaffee-Agrarwälder können strukturell und floristisch komplex sein und können einen signifikanten Anteil von Arten aus biodiversen und gefährdeten tropischen montanen Waldbiotopen enthalten. Deshalb hat sich das Verständnis der Dynamik der tropischen Waldbiodiversität in Kaffee-Agrarökosystemen als ein zentrales Gebiet der Forschung in der tropischen Naturschutzbiologie entwickelt. Wir führten eine Morphospezies-Untersuchung an laubbewohnenden Käfern durch, die auf Kaffeepflanzen in vier Kaffeefarmen im südlichen Chiapas, Mexiko, gesammelt wurden, um die Variation in der Abundanz, im Artenreichtum und in der Artenzusammensetzung dieses megadiversen Taxons in Bezug zu setzen zum Kaffee-Anbausystem, zur raumzeitlichen Variation und zur Entfernung der Prädatoren. Wir konstruierten 32 Käfige um Vögel und Fledermäuse auf vier Farmen auszuschließen, von denen jeder 7-10 Kaffeepflanzen enthielt, und bildeten Paare mit naheliegenden, nicht eingeschlossenen Kontrollflächen. Wir sammelten dann in jeder Fläche über ein Jahr lang einmal in drei Monaten die Käfer mit einem D-Vac-Saugapparat von den Kaffeeblättern. Wir klassifizierten die 2662 gesammelten Käfer in 293 Morphospecies, die 42 Käferfamilien repräsentierten. Extrapolations- und Intrapolationsanalysen ließen einen sehr hohen Grad des Artenreichtums erkennen, und die Artenakkumulationskurven verliefen ohne Plateau und nur mit einer leicht abfallenden Steigung. Wir fanden, dass Systeme mit wenig Schatten eine ähnliche oder höhere Käferabundanz, einen geringeren Artenreichtum, eine viel stärker homogene Artenzusammensetzung und eine höhere Abundanz von Schädlingen, die sich in Kaffeebohnen vermehren, aufweisen als Systeme mit viel Schatten. Wir fanden keine Auswirkung des Ausschlusses von fliegenden Vertebraten auf die Käferzusammensetzung auf den Kaffeeblättern. Wir fanden jedoch eine signifikante Veränderung in der Abundanz, im Artenreichtum und in der Artenzusammensetzung der Käfer auf den Kaffeeblättern mit der Jahreszeit und in den Untersuchungsgebieten. Die erhöhte Käferdiversität der schattigen Kaffeepflanzungen hat wichtige Implikationen sowohl für die Erhaltung der vorhandenen Biodiversität in Kaffeeanbauregionen, als auch für die Kontrolle von landwirtschaftlichen Schädlingen, wie dem Kaffeebohnenbohrer.