Sharing land via keystone structure: Retaining naturally regenerated trees may efficiently benefit birds in plantations

Ecol Appl. 2023 Apr;33(3):e2802. doi: 10.1002/eap.2802. Epub 2023 Feb 19.

Abstract

Meeting food/wood demands with increasing human population and per-capita consumption is a pressing conservation issue, and is often framed as a choice between land sparing and land sharing. Although most empirical studies comparing the efficacy of land sparing and sharing supported land sparing, land sharing may be more efficient if its performance is tested by rigorous experimental design and habitat structures providing crucial resources for various species-keystone structures-are clearly involved. We launched a manipulative experiment to retain naturally regenerated broad-leaved trees when harvesting conifer plantations in central Hokkaido, northern Japan. We surveyed birds in harvested treatments, unharvested plantation controls, and natural forest references 1-year before the harvest and for three consecutive postharvest years. We developed a hierarchical community model separating abundance and space use (territorial proportion overlapping treatment plots) subject to imperfect detection to assess population consequences of retention harvesting. Application of the model to our data showed that retaining some broad-leaved trees increased the total abundance of forest birds over the harvest rotation cycle. Specifically, a preharvest survey showed that the amount of broad-leaved trees increased forest bird abundance in a concave manner (i.e., in the form of diminishing returns). After harvesting, a small amount of retained broad-leaved trees mitigated negative harvesting impacts on abundance, although retention harvesting reduced the space use. Nevertheless, positive retention effects on the postharvest bird density as the product of abundance and space use exhibited a concave form. Thus, small profit reductions were shown to yield large increases in forest bird abundance. The difference in bird abundance between clearcutting and low amounts of broad-leaved tree retention increased slightly from the first to second postharvesting years. We conclude that retaining a small amount of broad-leaved trees may be a cost-effective on-site conservation approach for the management of conifer plantations. The retention of 20-30 broad-leaved trees per ha may be sufficient to maintain higher forest bird abundance than clearcutting over the rotation cycle. Retention approaches can be incorporated into management systems using certification schemes and best management practices. Developing an awareness of the roles and values of naturally regenerated trees is needed to diversify plantations.

人口と一人当たりの消費の増加に伴う食糧・木材需要を満たすのは差し迫った保全上の課題で、土地の節約と共有の二者択一という形でとらえられることが多い。土地の節約と共有の有効性を比較した実証研究の多くは土地の節約を支持しているが、頑健な実験計画で性能を検証し、様々な種類にとって重要な資源を提供する生息地構造-キーストーン構造-を明確に関与させると、土地の共有はより効率的になる可能性がある。そこで私たちは北海道中部で針葉樹人工林を伐採して収穫する際に天然更新した広葉樹を保持する操作実験を開始した。伐採処理区、非伐採の人工林対照区、天然林参照区において伐採一年前と伐採後3年間、鳥類調査を実施した。不完全な発見の下で保持伐採の個体群への帰結を調査するために、個体数と空間利用(実験区と重なる縄張りの割合)を分離する階層群集モデルを開発した。得られたデータにモデルを当てはめたところ、少量の広葉樹の保持は森林性鳥類の総個体数を伐採周期を通して増加させたことが示された。具体的には、伐採前の調査から広葉樹の量は森林性鳥類の個体数を上に凸型(効用逓減の形状)に増加させた。伐採後は、少量の保持された広葉樹は個体数への伐採の負の影響を軽減した。ただし保持伐採は空間利用を減少させた。それにも関わらず、個体数と空間利用の積である鳥類の伐採後の密度に正の保持効果が及ぼす影響は上に凸型を示した。すなわち、少量の収益の減少は森林性鳥類の個体数の大きな増加を生み出すことが示された。皆伐と少量の広葉樹保持の間の鳥類個体数の差異は伐採後一年目から二年目にかけてわずかに増加した。私たちは針葉樹人工林の管理にとって少量の広葉樹の保持は費用対効果の高いオン・サイト(人工林内)の保全の取り組みかもしれないと結論付ける。haあたり20-30本の広葉樹の保持は伐採周期を通じて皆伐よりも多くの森林性鳥類の個体数を維持するために十分であるかもしれない。保持の取り組みは認証制度やガイドラインを用いることによって管理体系に組み込むことができる。人工林を多様化させるためには天然更新した樹木の役割や価値に関する認知度を高める必要がある。.

Keywords: broad-leaved tree; conifer plantation; dispersed retention; green-tree retention; group retention; land sparing; retention forestry; spatial capture-recapture.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Animals
  • Biodiversity
  • Birds
  • Conservation of Natural Resources*
  • Ecosystem
  • Forests
  • Humans
  • Trees*