Effects of Afforestation with Pines on Collembola Diversity in the Limestone hills of Szárhalom (West Hungary)

Open access

Abstract

- We investigated the responses of collembolan communities to pine afforestation in an area formerly characterized by a mosaic of autochthonous downy oak woodland and steppe meadows. Study sites were selected in mixed stands of black pine and Scots pine and control samples were taken from downy oak stands and open steppe meadows. A total of 1884 Collembola specimens belonging to 66 species were collected. Three species, namely Protaphorura pannonica (Onychiuridae), Tomocerus mixtus (Tomoceridae) and Isotoma caerulea (Isotomidae) proved to be new to the Hungarian fauna. There are typical Collembola communities which are specific to different habitat types where species of a given composition can only or predominantly be found in that habitat, as well as some basic common species which occur in every habitat. The highest species richness (41) was found in steppe meadows, considerably lower (34) in downy oak forests, reaching the lowest value (25) in pine plantations. Although several forest species present in the oak woodland were completely missing from the pine forests, there was no significant difference between the Collembola diversities of the two forest habitats. The difference became more prominent in collembolan abundance which resulted in less than half of individuals/m2 in pine plantations compared to the soils of downy oak forests, most likely due to the changed soil conditions, especially of humus characteristics, caused by the pine needle litter. Jaccard similarity measure indicated approximately equal similarity (0.24-0.28) for paired comparison, suggesting that a relatively constant 'basic Collembola community' determined by the soil type typical for the area is present; while dissimilarity in communities between sites are partly provided by spatial heterogeneity of open and forest habitats and by the difference of the vegetation type.

Kivonat -

Fenyvesítés hatása a Collembola diverzitásra a Szárhalmi-dombság területén. Kutatásunkban a fenyvesítés talajlakó ugróvillás-közösségekre gyakorolt hatását vizsgáltuk egy meszes talajú, egykoron molyhos tölgyes sztyepprét élőhelymozaikkal jellemezhető területen. A talajmintákat vegyes erdeifenyves-feketefenyves állományokból, valamint kontrollként őshonos molyhos tölgyesből és sztyepprétről gyűjtöttük. A vizsgálat során összesen 66 faj 1884 egyede került elő. Három faj, a Protaphorura pannonica (Onychiuridae), a Tomocerus mixtus (Tomoceridae) és az Isotoma caerulea (Isotomidae) a hazai faunára nézve újnak bizonyult. A vizsgált élőhelyek jellegzetes ugróvillás-közösségekkel jellemezhetők, amelyek az adott élőhelyre specifikus fajok mellett néhány közös, mindegyik habitatban előforduló fajt is tartalmaznak. A legnagyobb fajszámú (41) Collembola közösséget a sztyeppréteken találtuk, míg a molyhos tölgyesek fajgazdagsága alacsonyabbnak (34) bizonyult. A legkevesebb fajt (25) a telepített fenyvesekben gyűjtöttük. Bár több, a tölgyesekben előkerült erdei faj hiányzott a fenyőállományokból, a két erdei élőhely ugróvillás-közösségének diverzitása között nem mutatkozott szignifikáns eltérés. A közösségek összabundanciáját illetően már markánsabb különbségek adódtak: a telepített fenyvesekben a molyhos tölgyeshez viszonyítva kevesebb, mint a fele ugróvillás egyedet mutattunk ki 1 m2-re vetítve. Ez elsősorban a fenyőtűavar lebomlást késleltető hatásának köszönhető, amely ezáltal eltérő humuszformákban is megmutatkozik. A Jaccard-féle fajazonossági index hozzávetőleg azonos (0,24-0,28) értéket mutatott mindegyik élőhelypár esetében. A specifikus eltéréseket az ugróvillás-közösségekben a nyílt és zárt élőhelyek heterogenitása, valamint a vegetációbeli különbségek is okozhatják.

References
  • ARBEA, J. - FJELLBERG, A. (2011): Tomoceridae. In: DEHARVENG, L. (ed.): Collembola. Fauna Europaea version 2.4, http://www.faunaeur.org, [accession date: 14 August 2012]

  • ARBEA, J.I. - JORDANA, R. (1985): Efecto de una repoblación con coníferas en un robledal de Navarra sobre los colémbolos edáficos. Bolm. Soc. port. Ent., Supl. 1(2): 277-286.

  • BABENKO, A.B. - CHERNOVA, N.M. - POTAPOV, M.B. - STEBAEVA, M.B. (1994): Collembola of Russia and adjacent countries: Family Hypogastruridae. Nauka, Moskow. 336 p.

  • BALOGH, J. (1958): Lebensgemeinschaften der Landtiere. Akadémia kiadó, Budapest-Berlin. 560 p.

  • BRETFELD, G. (1999): Symphypleona. In: DUNGER, W. ed.: Synopses on Palaearctic Collembola. Vol. 2. Staatliches Museum für Naturkunde, Görlitz. 318 p.

  • DÁNYI, L. - TRASER, GY. (2008): An annotated checklist of the springtail fauna of Hungary (Hexapoda: Collembola). Opuscula Zoologica 38: 3-82.

  • DEHARVENG, L. - FJELLBERG, A. (2011): Onychiuridae. In: DEHARVENG, L. (ed.): Collembola. Fauna Europaea version 2.4, http://www.faunaeur.org, [accession date: 14 August 2012]

  • DEHARVENG, L. (1982): Cle de determination des genres de Neanurinae (Collembola) d’Europe et la region Mediterraneenne, avec description de deux nouveaux genres. - Universite P. Sabatier. Travaux du Laboratoire d’Ecobiologie des Arthropodes Edaphiques 3(4): 7-13.

  • DÖVÉNYI, Z. (ed.) (2010): Magyarország kistájainak katasztere. MTA Földrajztudományi Kutatóintézet, Budapest. 876 p.

  • DUNGER, W. - VOIGTLÄNDER, K. (2009): Soil fauna (Lumbricidae, Collembola, Diplopoda and Chilopoda) as indicators of soil eco-subsystem development in post-mining sites of eastern Germany - a review. Soil Organisms 81(1): 1-51.

  • ELMARSDOTTIR, A. - FJELLBERG, A. - HALLDORSON, G. - INGIMARSDOTTIR, M. - NIELSEN, O.K. NYGAARD, P. - ODDSDOTTIR, E.S. - SIGURDSSON, B.D. (2008): Effects of afforestation on biodiversity. In: HALLDORSSON, G. - ODDSDOTTIR, E.S. - SIGURDSSON, B.D. (eds.): AFFORNORD. Effects of afforestation on ecosystems, landscape and rural development. TemaNord 2008/562: 37-47.

  • FIERA, C. (2007): Checklist of Romanian springtails (Collembola). Folia Entomologica Hungarica 68: 5-40.

  • FJELLBERG, A. (1980): Identification keys to Norwegian Collembola. Norsk Entomologisk Forening. 152 p.

  • FJELLBERG, A. (1998): The Collembola of Fennoscandia and Denmark. Part I.: Poduromorpha. Fauna Entomologica Scandinavica vol. 35: 184 p.

  • FJELLBERG, A. (2003): Revision of six northern species of the lsotoma viridis Bourlet, 1839 complex (Collembola, Isotomidae). Nonv. J. Entomol. 50: 91-98.

  • GISIN, H. (1960): Collembolenfauna Europas. Museum d’Histoire Naturelle, Genève, 312 p.

  • GISIN, H. (1961) Collembolen aus der Sammlung C. Börner des Deutschen Entomologischen Institutes. Beiträge zur entomologie 11(3-4): 329-354.

  • HALBRITTER, A. - CSONTOS, P. - TAMÁS, J. - ANTON, A. (2007): Dolomitsziklagyepek és feketefenyvesek talajainak összehasonlító vizsgálata. In CSONTOS, P. (ed.): Feketefenyveseink kutatása. MTAELTE Elméleti Biológiai és Ökológiai Kutatócsoport, Budapest. 15-26.

  • HUTCHESON, K. (1970): A test for comparing diversities based on the Shannon formula Journal of Theor. Biology 29: 151-154.

  • JANSSENS, F. - CHRISTIANSEN, K.A. (2011): Class Collembola Lubbock, 1870. In: Zhang, Z.-Q. (Ed.): Animal biodiversity: An outline of higher-level classification and survey of taxonomic richness. Zootaxa 3148: 192-194.

  • JORDANA, R. - ARBEA, J. I. - CARLOS SIMÓN, M. J. L. (1997): Collembola Poduromorpha. - Fauna Iberica, Vol.: 8. Museo National de Ciencias Naturales, Madrid. 807 p.

  • JORDANA, R. (2012): Synopses on Palaearctic Collembola: Capbryinae & Entomobryini. Abhandlungen und Berichte des Naturkundemuseums Görlitz 7(1): 390 p.

  • KIRÁLY, G. (2001): A Fertőmelléki-dombsor vegetációja. Tilia 10: 181-303.

  • KOTTEK, P. (ed.) (2008): Magyarország erdőállományai, 2006; Adatok. Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal Központ Erdészeti Igazgatósága, Budapest. http://www.nebih.gov.hu/erdeszet_cd/index.htm [accession date: 14 August 2012]

  • LORENZ, K. - PRESTON, C.M. - KRUMREI, S. - FEGER, K (2004): Decomposition of needle/leaf litter from Scots pine, black cherry, common oak and European beech at a conurbation forest site. Eur. J. For. Res. 123: 177-188.

  • MASSOUD, Z. (1967): Monographie des Neanuridae, Collemboles Poduromorphes a piéces buccales modifiées. - Centre National de la Recherche Scientifique, Paris. 399 p.

  • PAAVOLAINEN, L. - KITUNEN, V. - SMOLANDER, A. (1998): Inhibition of nitrification in forest soil by monoterpenes. Plant and Soil 205: 147-154.

  • PINTO, C. - SOUSA, J.P. - GRAÇA, M.A. - DA GAMA, M.M. (1997): Forest soil Collembola. Do tree introductions make a difference? Pedobiologia. 41: 207-214.

  • POMORSKI, J. R. (1998): Onychiurinae of Poland (Collembola: Onychiuridae): Genus, (Supplement), Polish Taxonomical Society, Wroclaw. 201 p.

  • POTAPOV, M. (2001): Synopses on Palaearctic Collembola: Isotomidae. Abhandlungen und Berichte des Naturkundemuseums Görlitz, 73(2): 603 p.

  • SIMPSON, E.H. (1949): Measurement of diversity. Nature 163: 688.

  • SOUSA, J.P. - DA GAMA, M.M. (1994): Rupture in a Collembola community structure from a Quercusrotundifolia Lam. forest due to reafforestation with Eucalyptus globulus Labill.. European Journal of Soil Biology 30(2): 71-78.

  • SOUSA, J.P. - VINGADA, J.V. - BARROCAS, H. - DA. GAMA, M.M. (1997): Effects of introduced exotic tree species on Collembola communities: the importance of management techniques. Pedobiologia 41: 166-174.

  • STACH, J. (1960): The Apterygotan fauna of Poland in relation to the world fauna of this group of insects. Tribe: Orchesellini. Paňstowowe Wydawnictwo Naukowe, Krakowie. 151 p.

  • STACH, J. (1963): The Apterygotan fauna of Poland in relation to the world fauna of this group of insects. Tribe: Entomobryini. Paňstowowe Wydawnictwo Naukowe, Krakowie. 126 p.

  • THIBAUD, J.M. - SHULZ, H.J. - DA GAMA, M.M. (2004): Synopses on Palaearctic Collembola: Hypogastruridae. Abhandlungen und Berichte des Naturkundemuseums Görlitz, 75, (2): 287 p.

  • TÓTHMÉRÉSZ, B. (1997): Diverzitási rendezések. Scientia Kiadó, Budapest 98 p.

  • TRASER, GY. - CSÓKA, GY. (2001): A mezofauna - Insecta: Collembola - ásotthalmi fenyő- és tölgyerdők talajában. Erdészeti Kutatások 90: 231-240.

  • TRASER, GY. - SZŰCS, P. - WINKLER, D. (2006): Collembola diversity of moss habitats in the Sopron Region, NW-Hungary. Acta Silv. Lign. Hung. 2: 69-80.

  • TRASER, GY. (2002): The Collembola of the Fertő-Hanság National Park. In. MAHUNKA, S. ed.: The fauna of the Fertő-Hanság National Park. MTM, Budapest, 259-270.

  • WEINER, W.M. (1996): Generic revision of Onychiurinae (Collembola: Onychiuridae) with a cladistic analysis. Ann. Soc. Entomol. Fr. (N. S.). 32(2): 163-200.

  • ZIMDARS, B. - DUNGER, W. (1994): Tullbergiinae. In: DUNGER, W. ed.: Synopses on Palaearctic Collembola. Vol.: I. Abhandlungen und Berichte des Naturkundemuseums Görlitz. Bd. 68/Nr. 3-4. 71 p.

Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

The Journal of University of West Hungary

Journal Information


CiteScore 2016: 0.50

SCImago Journal Rank (SJR) 2016: 0.241
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2016: 0.460

Metrics

All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 16 16 9
PDF Downloads 5 5 2