The food chain length represents how much energy reaches different trophic levels in food webs. Environmental changes derived from human activities have the potential to affect chain length. We explore how habitat area and edges affect chain length through: (1) a bottom-up effect of abundance ('pyramid hypothesis'); (2) the truncation of the highest trophic level ('trophic-rank hypothesis'); and (3) changes in species connectivity patterns ('connectivity hypothesis'). We built plant-leaf miner-parasitoid food webs in 19 remnants of a fragmented Chaco forest from central Argentina. On each remnant, we constructed food webs from different locations at the forest interior and edges. For each food web, we registered the abundance of species, the species richness of each trophic level, estimated the connectivity of their networks, and the average food chain length. We used structural equation models to evaluate the direct and indirect effects of habitat area and edge/interior location on food chain length mediated by species richness, abundance and connectivity. We found no direct effects of habitat area on chain length but chains were longer at forest edges than at their interior. The three mechanisms were supported by our results, although they showed different strengths. First, we found that the interior favours a bottom-up abundance effect from herbivores to parasitoids that positively affected chain length; second, we found that the forest area positively affects plant richness, which has a strong effect on the number of resources used by consumers, with a positive effect on chain length. Third, the remnant area and interior position favoured plant richness with a negative effect on the abundance of parasitoids, which had a positive effect on chain length. In general, the strongest effects on chain length were detected through changes in abundance rather than species richness although abundance was less affected by habitat fragmentation. We evaluated for the first time the effects of human-driven habitat fragmentation on the length of trophic chains in highly diverse plant-herbivore-parasitoid networks. Despite the loss of species, small habitat fragments and edges embedded in the agricultural matrix can support interaction networks, making them conservation targets in managed landscapes.
El largo de cadenas tróficas representa cuanta energía alcanza diferentes niveles tróficos en redes tróficas. Los cambios ambientales producto de las actividades humanas tienen el potencial de afectar el largo de las cadenas tróficas. Exploramos como el área de hábitat y los bordes afectan el largo de cadenas tróficas a través de: (1) un efecto ascendente de la abundancia (‘hipótesis pirámide’); (2) el truncamiento del nivel trófico superior (‘hipótesis de ranking trófico’); y (3) cambios en los patrones de conectividad (‘hipótesis de conectividad’). Construimos redes tróficas entre plantas-minadores de hoja-parasitoides en 19 remanentes de bosque Chaqueño serrano altamente fragmentado en el centro de Argentina. Para cada remanente construimos redes tróficas en distintas ubicaciones en el borde e interior del bosque. Para cada red trófica registramos la abundancia media de las especies, la riqueza de cada nivel trófico, estimamos la conectividad de las redes y el largo de cadenas tróficas promedio. Utilizamos modelos de ecuaciones estructurales para evaluar los efectos directos e indirectos del área y la ubicación borde/interior sobre el largo de cadenas tróficas mediado por la riqueza de especies, la abundancia y la conectividad. No encontramos efectos directos del área de hábitat sobre el largo de cadenas, pero las cadenas fueron más largas en los bordes que en el interior. Los tres mecanismos propuestos fueron apoyados por los resultados, pero mostraron distinta fuerza. Primero, encontramos que el interior de los bosques favorece los efectos ascendentes de la abundancia desde los herbívoros a los parasitoides lo que afectó positivamente al largo de las cadenas; segundo, encontramos que el área de bosque afectó positivamente a la riqueza de especies, lo que tuvo un efecto positivo en el largo de cadenas. Tercero, el área de bosque remanente y la ubicación en el interior favorecieron la riqueza de plantas, influyendo negativamente en la abundancia de parasitoides lo que tuvo un efecto positivo en el largo de cadenas. En general, los efectos más fuertes sobre el largo de cadenas se detectaron a través de cambios en la abundancia más que en la riqueza, aunque la abundancia fue menos afectada por la fragmentación del hábitat que la riqueza de especies. En este estudio evaluamos por primera vez los efectos de la fragmentación del hábitat por causas humanas sobre el largo de cadenas tróficas en redes tróficas altamente diversas de plantas, herbívoros y parasitoides. A pesar de la pérdida de especies, los fragmentos pequeños y los bordes de bosque inmersos en una matriz agrícola pueden sostener redes de interacciones, convirtiéndolos en objetivos de conservación en paisajes manejados.
Keywords: abundance; food web; generality; leaf miners; parasitoids; species richness; trophic levels; vulnerability.
© 2023 The Authors. Journal of Animal Ecology © 2023 British Ecological Society.