Biodiversity and multiple disturbances: boreal forest ground beetle (ColeopteraCarabidae) responses to wildfire, harvesting, and herbicide


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Abstract

Rising societal demands for forest resources along with existing natural disturbance regimes suggest that sustainable forest management will increasingly depend on better understanding the cumulative effects of natural and anthropogenic disturbances. In North America, for example, there is increasing economic pressure to salvage log burned forests, although the ecological consequences of combining fire and harvesting on the same sites are unclear. We examined the short-term (2 year) responses of boreal forest ground beetles (Coleoptera: Carabidae) to the individual and combined effects of wildfire, harvesting, and herbicide. Ground beetle responses to wildfire and forestry-related disturbances differed strongly and suggested that, although some species may appear to benefit from disturbance combinations (e.g., Sericoda quadripunctata (DeGeer)), these effects are detrimental to others (e.g., Sericoda bembidioides Kirby). Species compositional variability was significantly reduced by disturbance combinations suggesting that multiple disturbances may lead to a simplification of this entire assemblage. In addition, ground beetle responses were correlated with changes in several key habitat parameters such as amount of woody debris, exposed ground, and plant species richness suggesting avenues for future study. Overall, however, our results suggest that efforts to avoid compounding disturbances on any site should be considered when developing current and future forest management guidelines.RésuméLes demandes croissantes de la société pour les ressources forestières, combinées aux régimes de perturbations naturelles, laissent entrevoir que l'aménagement forestier durable dépendra de plus en plus d'une meilleure compréhension des effets cumulatifs des perturbations naturelles et anthropiques. En Amérique du Nord, par exemple, il y a de plus en plus de pressions économiques pour récupérer le bois dans les brûlis, même si les effets combinés du feu et de la récolte dans un même site ne sont pas clairs. Nous avons examiné les réactions à court terme (2 ans) des carabes de la forêt boréale (Coleoptera:Carabidae) aux effets individuels et combinés du feu, de la récolte et de l'application d'herbicide. La réaction des carabes au feu et aux perturbations liées à la récolte forestière différait grandement et indiquait que les effets combinés de ces perturbations sont bénéfiques pour certaines espèces (p. ex. Sericoda quadripunctata (DeGeer)) mais néfastes pour d'autres (p. ex. Sericoda bembidioides Kirby). La variabilité dans la composition en espèces était significativement réduite par la combinaison des perturbations, indiquant que les perturbations multiples peuvent mener à une simplification de tout cet assemblage. De plus, la réaction des carabes était corrélée aux changements de plusieurs paramètres clés de l'habitat tels la quantité de débris ligneux, le sol exposé et la richesse floristique, ce qui pave la voie à des nouvelles études. Dans l'ensemble, nos résultats indiquent que des efforts cherchant à éviter de combiner les perturbations partout sur le territoire devraient être envisagés lors de la préparation des lignes directrices présentes et futures d'aménagement forestier.

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