The effect of conspecific density, herbivory, and bamboo on seedling dynamics of a dominant oak in a Neotropical highland forest

Abstract

Conspecific negative density dependence (CNDD) is one of the main mechanisms influencing diversity maintenance in tropical forests. Tropical highland forests, in contrast to most lowland forests, are commonly dominated by a few tree species, and testing the importance of density dependence effects on seedling establishment of dominant trees may provide insights on the mechanisms regulating population dynamics and forest composition of tropical highlands. We tested the effect of CNDD regulation on seedling survival and recruitment of Quercus costaricensis, a monodominant oak in the Talamanca highland forests of Costa Rica. We used Ripley's K and generalized linear mixed models to test the effects of conspecific density, distance to the nearest adult, density of Chusquea bamboo shoots, and herbivory on the annual survival probability of 3579 seedlings between 2014 and 2017. We did not find a significant effect of CNDD on seedling survival. However, bamboo density and herbivory both significantly decreased oak seedling survival. All seedlings had signs of herbivory and predator satiation may explain the lack of density dependent regulation in seedlings of this species. We argue that the lack of intraspecific density regulation at the seedling stage may contribute to explain the dominance of Q. costaricensis in the highland forests of Costa Rica. Local seedling dynamics of this endemic oak are instead regulated by herbivory and the density of Chusquea.

La denso dependencia negativa específica (DDNE) es uno de los mecanismos que más influyen en el mantenimiento de la diversidad de los bosques tropicales. Los bosques tropicales de tierras altas, en contraste con la mayoría de bosques de tierras bajas, son dominados por unas pocas especies de árboles, y probar la importancia de los efectos denso dependientes en el establecimiento de plántulas de árboles dominantes puede proporcionar información sobre los mecanismos que regulan la dinámica de poblaciones y la composición de estos bosques. Probamos el efecto de la DDNE sobre la supervivencia y el reclutamiento de las plántulas de Quercus costaricensis, un roble monodominante en las tierras altas de Talamanca en Costa Rica. Usamos la K de Ripley y modelos mixtos lineales generalizados para probar los efectos de la densidad conspecífica, la distancia al adulto más cercano, la densidad de bambú de Chusquea y la herbivoría, en la probabilidad de supervivencia anual de 3579 plántulas entre 2014 y 2017. No encontramos que la DDNE tuviera un efecto en la supervivencia de las plántulas, mientras que la densidad del bambú y la herbivoría si disminuyeron significativamente la supervivencia. La falta de DDNE en las plántulas de esta especie podría explicarse por el saciado de los depredadores, ya que todas las plántulas presentaban signos de herbivoría. Argumentamos que la falta de DDNE en la regulación de las plántulas puede contribuir a explicar el predominio de Q. costaricensis en los bosques de tierras altas de Costa Rica. La dinámica local de las plántulas de este roble endémico está regulada por la herbivoría y la densidad de Chusquea.