Land use effects on geometrid and arctiine moth assemblages in the tropical lowlands of southwestern Costa Rica

Abstract

Land use change is one of the greatest threats to biodiversity in tropical human dominated landscapes. Biodiversity assessments provide useful information on the responses of different taxa to these anthropogenic changes, which may be used to develop evidence based conservation strategies to reduce biodiversity loss. Oil palm plantations are currently one of the most rapidly expanding crops throughout the world, yet information on the repercussions to biodiversity have not been assessed in the Neotropics, especially for insect fauna. This thesis project is focused on evaluating geometrid and arctiine moth assemblages in a human dominated landscape of southwestern Costa Rica, where oil palm plantations have become the second most area intensive land cover in the last decade. Moths were sampled during six months (Feb-Jul) with automatic funnel traps in four habitat types (interior and margin of old-growth forests, young secondary forests and oil palm plantations) inside a 30km2 area. Richness and diversity was severely reduced in oil palm plantations for both groups, while only geometrids show differences in abundance between land use types; catchment of geometrids was highest in old-growth forests and lowest in oil palm plantations. Arctiine abundance did not differ between habitats due to the presence of a few extremely common lichen moths in oil palm plantations. Species composition was distinct in the forest interior and oil palm plantation sites when compared to the other intermediately disturbed habitats. Vegetation structure resulted as the strongest predictor for moth community composition, whereas microclimate had little effect. According to these results, Geometridae is a better indicator of habitat disturbance as they are generally bound to undisturbed forests, while arctiines are more adapted to open habitats. Even though successional forests harbor different species composition than old-growth forests, they may provide alternative habitat for forest species that may ameliorate biodiversity loss in the face of oil palm expansion. The results of this study were shared in several outreach activities in Turrialba and La Gamba, Costa Rica. The collected moths (almost 4,000 individuals) were shown to the public in two exhibitions in Turrialba that were visited by approximately 200 people, both scientists and non-scientists from the area. A talk and workshop was also offered in La Gamba, an activity that counted with the participation of approximately 50 people from the community and diverse local organizations. A moth identification guide for La Gamba was prepared and distributed in the community and several other interested parties. This research project may be used as a baseline for the development of effective monitoring protocols that include moth assemblages as biological indicators of habitat disturbance. Further studies on the possible ecological consequences of oil palm expansion in the Neotropics are needed to better understand how to prevent irreversible losses to biodiversity and ecosystem services that are essential for the sustainable development of rural communities.

El cambio de uso de suelo es una de las mayores amenazas para la biodiversidad en agropaisajes tropicales. Censos de biodiversidad proveen información valiosa sobre las respuestas de diferentes taxones a estos cambios antropogénicos, que puede ser utilizada en estrategias de conservación basadas en evidencia enfocadas en reducir la pérdida de biodiversidad. La palma aceitera es actualmente uno de los cultivos de más rápida expansión en el mundo, pero no se conoce su impacto en la biodiversidad del Neotrópico, en especial para los insectos. Este proyecto de tesis se enfoca en evaluar el ensamblaje de geométridos y ártidos en un agropaisaje tropical del suroeste de Costa Rica, donde durante la última década las plantaciones de palma aceitera se han convertido en el segundo uso de suelo de mayor área. Las mariposas nocturnas fueron colectadas durante seis meses (feb-jul) con trampas de embudo automáticas en cuatro tipos de hábitat (interior y margen de bosque maduro, bosque secundario joven y plantaciones de palma aceitera) dentro de un área de 30km2. La riqueza y diversidad de estas mariposas fue muy reducida en las plantaciones de palma, pero solo geométridos mostraron diferencias en abundancia entre los hábitats, con mayores capturas en bosque maduro y menores en plantaciones. La abundancia de ártidas no difirió entre hábitats debido a la presencia de algunas mariposas de la tribu Lithosiini, las cuales fueron muy comunes en las plantaciones de palma. La composición de especies fue diferente en el interior del bosque y en las plantaciones de palma, en comparación con los otros hábitats perturbados y sucesionales. La estructura de la vegetación resultó ser el factor más influyente en la composición de especies de mariposas en este paisaje, mientras que el microclima tuvo muy poco efecto. De acuerdo a estos resultados, Geometridae es mejor indicador de perturbación de hábitat ya que están más confinados al bosque maduro, mientras que los ártidos están más adaptados a hábitats perturbados. Aunque los bosques sucesionales albergan una composición de especies diferente a bosques maduros, pueden representar un hábitat alternativo para especies de bosque frente a la expansión de la palma aceitera. Los resultados de este estudio fueron expuestos en varias actividades de difusión en Turrialba y La Gamba, Costa Rica. La colección de mariposas (cerca de 4,000 individuos) fue mostrada en dos exhibiciones en Turrialba, las cuales recibieron visitas de aproximadamente 200 personas, tanto científicos como no científicos de la región. En la Gamba se ofreció una charla y taller, que contó con la participación de casi 50 personas de la comunidad y diversas organizaciones locales. Se preparó una guía de identificación de especies de mariposas nocturnas de la Gamba, la cual fue distribuida en la comunidad y otros interesados. Este proyecto puede usarse como línea base para el desarrollo de protocolos de monitoreo que incluyan a las mariposas nocturnas como bioindicadores de perturbación de hábitat. Se necesitan más estudios sobre las posibles consecuencias ecológicas de la expansión de palma en el Neotrópico para intentar prevenir pérdidas irreversibles de biodiversidad y servicios ecosistémicos que son esenciales para el desarrollo sostenible de comunidades rurales.