The Seed and Fern Spore Bank of a Recovering African Tropical Forest

Seed banks contribute to forest regeneration after disturbance, but less is known about fern spore banks, particularly in a paleotropical context. We sampled the buried seed and fern spore bank in Mabira Forest, a 300km(2) forest in central Uganda, to explore the effect of time since disturbance. Soil cores (5cm depth) were taken from 39 plots across three different classes of recovery': (1) not disturbed since 1950; (2) logged between 1950 and 1980; and (3) cleared for agriculture between 1970 and 1990 but reforested since. Plant emergence was monitored in a glasshouse. We predicted that the seed bank would reflect time since disturbance, with more pioneer species in recently disturbed stands, and that the fern spore bank would reflect stand age less closely due to greater dispersal capacity. We recorded a median 752 seeds per square meter, most of which were trees; the most abundant species was the invasive tree Broussonetia papyrifera. The fern spore bank was twice as dense, but 95 percent of fern spores were of one species, Christella parasitica. Tree seed density was significantly affected by time since disturbance with fewer seeds in the older stands. Herb seed density, fern spore density, and species richness for all groups were not significantly affected by time since disturbance. Neither seed bank nor fern spore bank closely resembled the aboveground vegetation. We compared our results to existing literature on seed banks in tropical forests, finding that our densities are relatively high for African forests, but low compared to the Neotropics and Australia. RESUME Les banques de graines contribuent a la regeneration des forets apres perturbation, mais nous savons encore peu de choses au sujet des banques de spores de fougeres, particulierement dans un contexte paleotropical. Nous avons enregistre les graines ainsi que les spores de fougeres enterrees dans la foret de Mabira, une foret de 300km(2) au centre de l'Ouganda, et explore l'impact du temps passe depuis une perturbation. Les echantillons de terre ont ete preleves jusqu'a 5cm de profondeur dans 39 parcelles caracterisees par differents degres de reconstruction: non perturbee depuis 1950, exploitee entre 1950 et 1980, et deboisee pour des fins d'agriculture entre 1970 et 1990 puis reboisee. L'emergence a ete suivie dans une serre. Nous avons predit que la banque de graines allait refleter le temps passe depuis la perturbation, avec davantage d'especes pionnieres dans les parcelles recemment perturbees, mais que ce patron serait moins remarquable pour la banque de spores en raison de meilleures capacites de dispersion. Nous avons enregistre une mediane de 752 graines par metre carre, dons la plupart etaient des graines d'arbres ; la graine la plus abondante etait le petit arbre invasif Broussonetia papyrifera. La banque de spores de fougeres etait deux fois plus dense mais 95 pourcent de ces spores appartenaient a une seule espece, Christella parasitica. La densite de graines d'arbres etait significativement affectee par le temps passe depuis la perturbation, avec moins de graines dans les parcelles les plus anciennes. La densite de graines d'herbes, la densite de spores de fougeres et la richesse specifique pour tous les groupes n'etaient pas significativement affectees par le temps passe depuis la perturbation. Ni la banque de graines, ni la banque de spores de fougeres ne ressemblait vraiment a la vegetation de surface. Nous avons compare nos resultats a la litterature existant sur les banques de graines en foret tropicale, et trouve que nos densites etaient relativement fortes par rapport aux forets africaines, mais basses comparees aux forets neotropicales et australiennes.