Termite Diversity along an Amazon-Andes Elevation Gradient, Peru

Abstract

Through their role as ‘ecosystem engineers’, termites provide a range of ecosystem services including decomposition, and carbon and nitrogen cycling. Although termite diversity levels differ between regions as a result of variation in regional species pool size, in general, termite diversity is thought to decline with elevation. This study (1) investigated how termite species density, abundance, functional group diversity and termite attack on dead wood vary with altitude along an Amazon–Andes altitudinal gradient in Peru; (2) identified likely environmental causes of this pattern; and (3) explored the implications of termite presence for ecosystem functioning (notably for decomposition). Termites were sampled with a standardized 100 × 2 m straight-belt transect at five undisturbed forest sites along a gradient 190 to 3025 m, as were environmental variables and termite and fungus attack on dead wood. Termite diversity was similar to that found at comparable sites in South America, and there was little turnover of assemblage composition with elevation suggesting that montane specialists are not present. Termite diversity declined with increased elevation, though the upper distribution limit for termites was at a lower elevation than anticipated. We suggest that key drivers of this elevation pattern are reduced temperature with altitude and mid-elevation peaks in soil water content. Also, attack on dead wood diminished with decreasing termite indirect absolute abundance, while the depth of the soil humic layer increased. We hypothesize that termite abundance is a major accelerant of decomposition rates (and associated mineralization) in Amazonian forests. A través de sus actividades como “ingenieros de los ecosistemas”, las termitas proveen una variedad de servicios ecológicos incluyendo la contribución al ciclo del carbono y del nitrógeno y la descomposición de madera muerta. Aunque la diversidad de termitas varía entre regiones debido a la variación del tamaño del banco de especies regional, en general, se cree que ésta declina con la altitud. El presente estudio investiga (1) la variación en la densidad, abundancia relativa, diversidad de grupos funcionales y la descomposición de madera muerta realizada por las termitas en un gradiente altitudinal Amazonas-Andes en Perú, (2) identifica las posibles causas ambientales de estos patrones y (3) explora los efectos de la presencia de las termitas en el funcionamiento de estos ecosistemas (mas específicamente en los procesos de descomposición). Para muestrear las termitas se utilizaron transectos rectilíneos de 100m por 2m en cinco sitios de bosque intacto a lo largo de un gradiente de 190m a 3,025m. En estos transectos se muestrearon también las variables ambientales, y el ataque de termitas y hongos en madera muerta. Se encontró que la diversidad de termitas en Perú es similar a otros sitios en Sur América, y que hay poco cambio en la composición de ensambles a través del gradiente, lo cual sugiere una ausencia de termitas especializadas a ambientes de montaña. La diversidad de especies disminuye conforme la elevación incrementa, y el limite superior de su distribución se encontró en una elevación más baja de lo que se esperaba. Sugerimos que los factores determinantes de este patrón elevacional son la reducción en temperatura a mayores altitudes y los valores máximos de humedad del suelo a elevaciones medias. También se encontró que la descomposición de madera muerta es más alta en áreas en donde las termitas son abundantes, mientras que la profundidad de la capa de humus disminuye, así que postulamos que la abundancia de termitas acelera las tasas de descomposición (y mineralización) en bosques Amazónicos. TABLE S1. Method for scoring termite and fungal attack on dead wood. TABLE S2. Termite species assemblage, density and indirect absolute abundance at the three study sites where termites were found. Please note: Wiley-Blackwell is not responsible for the content or functionality of any supporting materials supplied by the authors. Any queries (other than missing material) should be directed to the corresponding author for the article. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.