Elevational relationship between functional leaf traits and insect herbivory in two cloud forest understory species in Mexico

ABSTRACT

The composition, diversity, structure, leaf characteristics and productivity of plant communities in cloud forests vary along altitudinal gradients. These changes may drive interactions with insect herbivores; however, the empirical evidence is scarce. We evaluated seven leaf traits (specific leaf area, leaf density, leaf strength, C, N and water content, and C:N ratio) and insect herbivory of two shrub species (Xylosma flexuosa, Cinnamomum psychotrioides) at two elevations (1300 and 1600 m asl) in a Mexican cloud forest. We expected higher leaf herbivory at 1300 m, associated with a higher quality of leaf tissues (high specific leaf area, water and N content). Plant traits differed between species and elevation. In X. flexuosa, leaf density and C:N ratio were higher at 1600 m, while N content, leaf strength and C content were lower. In C. psychotrioides, only leaf density was higher at 1300 m. In accordance with these traits, herbivory was higher at 1300 m, but only in X. flexuosa. Herbivory levels ranged from 1% to 4.7% and were higher in X. flexuosa than in C. psychotrioides. Variation in leaf traits determines herbivory levels in X. flexuosa; however, perceived differences may also relate to biotic or abiotic factors driving herbivore abundance.

RÉSUMÉ

La composition, la diversité, la structure, les caractéristiques foliaires et la productivité des communautés végétales des forêts humides varient selon l’altitude. Cela peut affecter les interactions avec les insectes herbivores, mais les démonstrations empiriques sont rares. Dans une forêt humide mexicaine, nous avons évalué sept traits foliaires (surface foliaire spécifique, densité foliaire, contenu en C, N et eau, et rapport C:N), ainsi que l’herbivorie due aux insectes chez deux espèces (Xylosma flexuosa, Cinnamomum psychotrioides) à deux altitudes (1300 et 1600 m asl). Nous nous attendions à un niveau plus élevé d’herbivorie à 1300 m, associé à une qualité plus élevée des tissus foliaires (contenu en eau et en N et surface foliaire spécifique élevés). Les traits des plantes différaient entre les espèces et les altitudes. Chez X. flexuosa, la densité foliaire et le rapport C:N étaient plus élevés à 1600 m, tandis que le contenu en N et en C et la résistance foliaire étaient moins élevés. Chez C. psychotrioides, seule la densité foliaire était plus élevée à 1300 m. En concordance avec ces traits, le niveau d’herbivorie était plus élevé à 1300 m, mais seulement chez X. flexuosa. Les niveaux d’herbivorie variaient de 1 à 4,7% et étaient plus élevés chez X. flexuosa que chez C. psychotrioides. La variation des traits foliaires détermine le niveau d’herbivorie chez X. flexuosa. Toutefois, les différences pourraient aussi être dues aux facteurs biotiques ou abiotiques qui influencent l’abondance des herbivores.

KEYWORDS:

• Cinnamomum psychotrioides
• foliar herbivory
• plant functional traits
• Xylosma flexuosa
• Veracruz

MOTS CLÉS:

• Cinnamomum psychotrioides
• herbivorie foliaire
• traits fonctionnels des plantes
• Xylosma flexuosa
• Veracruz

Acknowledgments

We thank Iliana Romero and E. Pantoja for providing technical support.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Additional information

Funding

This publication is an output from a research project funded by the Programa para el Desarrollo Profesional Docente (PRODEP), Secretaría de Educación Pública (PRODEP/103.5/13/9126).