Floristic diversity, composition and dominance across Amazonian forest types respond differently to latitude

• Published in: Journal of biogeography Vol. 50; no. 4; pp. 685 - 698
• Main Authors: Aledo, Julia G., Paneghel, Mara, Cayuela, Luis, Matas‐Granados, Laura, Saadi, Celina Ben, Salinas, Norma, La Torre‐Cuadros, María de los Ángeles, García‐Villacorta, Roosevelt, Macía, Manuel J.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Oxford Wiley Subscription Services, Inc 01.04.2023
• Subjects: Abundance; abundancia de especies; adaptaciones fisiológicas; Biodiversity; bosques tropicales; Climate change; climatic seasonality; Composition; distribución de plantas leñosas; Dominant species; environmental limitations; estacionalidad climática; Flood predictions; Flooding; Floodplains; Forests; gradiente de diversidad latitudinal; heterogeneidad del suelo; inundación estacional; Latitude; latitudinal diversity gradient; limitaciones ambientales; Multidimensional scaling; Multivariate analysis; Ordination; Plant diversity; Plants; seasonal flooding; soil heterogeneity; species abundance; Species composition; Species diversity; Taxa; Tropical forests; turnover; Variance analysis; Woody plants; woody plants distribution; Bolivia; Ecuador; Peru
• ISSN: 0305-0270; 1365-2699
• DOI: 10.1111/jbi.14561

Aim The latitudinal biodiversity gradient is considered a first‐order biogeographical pattern for most taxonomic groups. Latitudinal variation in plant diversity is not always consistent, and this could be related to the particular characteristics of different forest types. In this study, we compare latitudinal changes in floristic diversity (alpha diversity), composition (beta diversity) and dominance across different tropical forest types: floodplain, terra firme and submontane forests. Location Western Amazonia (Ecuador, Peru and Bolivia). Taxon Woody plants. Methods We inventoried 1978 species and 31,203 individuals of vascular plants with a diameter at breast height ≥ 2.5 cm in 118 0.1‐ha plots over an 1800 km latitudinal gradient in three different forest types. The relationships between alpha diversity, latitude and forest type were analysed using generalised linear mixed models. Semi‐parametric permutational multivariate analysis of variance was used to investigate the effects of latitude and forest type on beta diversity. Dominant species abundances were correlated with non‐metric multidimensional scaling ordination axes to reflect their contributions in shaping changes in beta diversity. Results Alpha diversity increased towards equatorial latitudes in terra firme and submontane forests but remained relatively constant in floodplains. Beta diversity of all forest types changed with latitude, although less clearly in floodplains. Also, in floodplain forests, there were fewer dominant species contributing to beta diversity and more species homogeneous along the gradient. Main Conclusions Latitudinal diversity patterns are manifested in alpha and beta diversity since latitude summarizes climatic and edaphic changes. However, we found different responses of each forest type. In floodplain forests, inundation regime is a stronger predictor than latitude, limiting floristic diversity and composition. Changes in dominant species abundance over gradients explained species composition, but floodplain forests harboured more homogeneous dominant species than well drained forests. It is key to study environmental trends and habitat characteristics of each forest type to understand their species diversity and dominance patterns. Resumen Objetivos El gradiente latitudinal representa un patrón biogeográfico de gran importancia para muchos grupos taxonómicos. No obstante, las variaciones latitudinales en la diversidad vegetal no siempre coinciden, debido a las características físicas y biológicas de los diferentes tipos de bosque. En este estudio, comparamos los cambios en diversidad florística (diversidad alfa), composición (diversidad beta) y dominancia de diferentes tipos de bosque (inundables, tierra firme y submontanos) a lo largo del gradiente latitudinal. Localización Amazonia occidental (Ecuador, Perú, Bolivia). Taxon Plantas leñosas. Métodos Inventariamos 1978 especies y 31,203 individuos de plantas vasculares leñosas con un diámetro a la altura del pecho ≥2.5 cm en 118 parcelas de 0.1 ha, a lo largo de un gradiente latitudinal de 1800 km en tres tipos de bosque. La relación entre diversidad alfa, latitud y tipo de bosque fue analizada con modelos mixtos lineales generalizados (GLMMs). Se utilizó el análisis multivariante de la varianza semi‐paramétrico con permutaciones para investigar los efectos de la latitud y del tipo de bosque sobre la beta diversidad. La abundancia de especies dominantes se correlacionó con los ejes de un análisis multidimensional no‐métrico (NMDS) para explicar la contribución de dichas especies a los patrones de beta diversidad observados. Resultados La diversidad alfa de los bosques de tierra firme y submontanos incrementó hacia el ecuador, mientras que la de los bosques inundables se mantuvo más constante a lo largo del gradiente latitudinal. La diversidad beta de todos los tipos de bosque varió con la latitud, aunque menos pronunciadamente para bosques inundables. Además, en los bosques de inundables se encontraron menos especies dominantes contribuyendo a la diversidad beta y más especies dominantes distribuidas homogéneamente a lo largo del gradiente. Conclusiones Principales Los patrones de diversidad latitudinal se manifiestan en la diversidad alfa y beta, ya que la latitud resume los cambios climáticos y edáficos. Sin embargo, encontramos respuestas diferentes en cada tipo de bosque. En los bosques inundables, el régimen de inundación es un predictor más fuerte que la latitud, limitando la riqueza de especies y la composición florística. Los cambios en la abundancia de especies dominantes a lo largo de los gradientes explicaron la composición de especies, pero los bosques inundables albergaron especies dominantes más homogéneas en su abundancia que los bosques bien drenados. Es fundamental comprender las tendencias ambientales y las características del hábitat de cada tipo de bosque para entender su divesidad de especies y patrones de dominancia.