Structural features of fragmented woodland communities affect leaf litter decomposition rates

Disruption to the physical structure of plant communities by habitat fragmentation can change microclimates, so leaf litter decomposition rates, being dependent on temperature and moisture, may also be affected. Similarly, smaller-scale structural features of plant communities can modify microclimates, and so may produce distinctive spatial patterns in decomposition rates. We investigated the effects of three types of structural feature having the potential to alter litter layer microclimates: fragmentation-induced modification that diminishes with distance from remnant edges (edge-core); concentric zones of locally modified conditions imposed by individual trees (Belsky–Canham); and highly localised abiotic modification collectively imposed by herbaceous plants (ground cover). We conducted a litter bag experiment in woodland remnants, testing whether the observed spatial variability in litter decomposition was attributable to one or more of these three structural features. The data provided the strongest support for the Belsky–Canham hypothesis, and the least support for the ground cover hypothesis. However, the hypotheses were not mutually exclusive, for each explained a component of the observed variability not explained by either of the other two. Proximity to remnant edge, proximity to trees, canopy light penetration, and ground cover density each explained part of the observed variability between plots. Decomposition rates did not differ with remnant area per se, for the effects of fragmentation were weak, and differed with cardinal direction. In contrast, the effects of individual trees were much stronger, and accounted for most of the between-plot variability. We found that litter decomposition rates in small remnants are only weakly affected by fragmentation, and we consider that the contributions of small remnants to landscape-scale functioning warrant closer attention.

ZusammenfassungDie Unterbrechung der physikalischen Struktur von Pflanzengemeinschaften durch Habitatfragmentierung wird häufig von Änderungen des Mikroklimas begleitet. Damit können die Streuzersetzungsraten, die von Temperatur und Feuchtigkeit abhängen, ebenfalls betroffen sein. In ähnlicher Weise können kleinräumige Strukturmerkmale von Pflanzengemeinschaften das Mikroklima beeinflussen und so markante räumliche Muster der Zersetzungsraten bewirken. Wir untersuchten die Effekte von drei Typen struktureller Merkmale, die potentiell das Mikroklima in der Streuschicht verändern können: durch Fragmentierung induzierte Modifikationen, die mit der Entfernung vom Rand des Habitats abnimmt (Rand-Kern), konzentrische Zonen mit lokal modifizierten Bedingungen, die von einzelnen Bäumen hervorgerufen werden (Belsky-Canham), und örtlich stark begrenzte Wechsel, die kollektiv von den Pflanzen der Krautschicht bewirkt werden. In Waldfragmenten führten wir ein Streubeutel-Experiment durch und untersuchten, ob die beobachtete räumliche Variabilität der Streuzersetzung auf ein oder mehrere strukturelle Merkmale zurückgeführt werden konnte. Die Daten erbrachten die stärkste Unterstützung für die Belsky-Canham-Hypothese und die geringste für die Krautschicht-Hypothese. Indessen schlossen sich die Hypothesen nicht gegenseitig aus, denn jede erklärte einen Teil der beobachteten Variabilität, die nicht von den anderen beiden Hypothesen erklärt worden war. Die Nähe zum Waldrand, Nähe zu Bäumen, Lichtdurchlässigkeit der Kronenschicht und Dichte der Krautschicht erklärten jeweils einen Teil der Variation zwischen den Probestellen. Die Streuzersetzungsraten variierten nicht mit der Größe der Waldfragmente selbst, denn die Effekte der Fragmentierung waren schwach, aber sie variierten mit der Lage (Himmelsrichtung) der Probestellen im Waldstück. Dagegen waren die Effekte von einzelnen Bäumen viel stärker und erklärten den Hauptteil der Variabilität zwischen den Probestellen. Wir fanden, dass die Streuabbauraten in kleinen Waldstücken nur schwach von der Fragmentierung beeinflusst werden, und wir meinen, dass die Beiträge kleiner Waldfragmente zur Funktionalität auf der Landschaftsebene größere Aufmerksamkeit verdienen.