Land-use changes impact root-fungal network connectivity in a global biodiversity hotspot

Cross-kingdom associations play a fundamental role in ecological processes. Yet our understanding of plant-fungal co-occurrences in tropical rainforests and the potential impacts of land-use change shaping species connections remain limited. By using amplicon sequencing on DNA from roots and their associated fungal communities, we aim to understand the impact of rainforest transformation on the composition and structure of root-fungal ecological networks in human-modified landscapes in Sumatra, Indonesia. Each land-use type supports a distinctive set of indicator species, which are organisms that reflect specific environmental conditions and can signal changes in ecosystem health. We observed a decline in the richness of indicator plant taxa and plant-fungal associations with increasing land-use intensification. Additionally, there is a turnover in root communities, shifting from native and endemic species in rainforests to non-native, generalist herbaceous species in rubber and oil palm plantations. Plant-fungal connectivity significantly declined with increasing land-use intensification, suggesting that managed ecosystems may have weakened root-fungal interactions. Network analysis highlights the distinct responses of various fungal groups. For instance, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) showed fewer connections with modules linked to oil palm and rubber roots, indicating weakened root-fungal associations in monocultures. This aligns with the observed reduction in AMF diversity in converted land-use areas compared to forests, further reinforcing the negative impact of land-use practices in oil palm and rubber monocultures on AMF diversity. Synthesis. Dimensioning the impacts of rainforest transformations below-ground is constrained by our understanding of fungal functional guilds. Highly modified systems exhibited fewer connections, suggesting a dynamic restructuring of root-fungal relationships in response to land-use changes. Understanding the intricate interplay between plants and fungi in the face of land-use change can provide valuable information for conservation efforts, agricultural practices, and ecosystem management strategies aimed at promoting biodiversity, soil health and ecosystem resilience in the context of changing environmental conditions. Moreover, it underscores the importance of communities' networks in land-use planning and management decisions to support plant and fungal diversity in terrestrial ecosystems.Asosiasi lintas kingdom memainkan peran yang mendasar dalam proses ekologi. Namun pemahaman kita tentang keberadaan bersama tumbuhan - fungi pada hutan hujan tropis dan potensi dampak perubahan tata-guna lahan dalam pembentukan hubungan antar jenis masih terbatas. Dengan menggunakan hasil sekuensing amplicon DNA dari perakaran beserta komunitas fungi yang berasosiasi dengannya, makalah ini ditulis untuk mengetahui dampak transformasi hutan hujan tropis terhadap komposisi dan struktur jejaring ekologis dari perakaran dan fungi pada lanskap Sumatera yang sudah dimodifikasi oleh manusia. Setiap tata-guna lahan menyangga satu set jenis indikator tertentu, yaitu organisme yang menjadi cerminan kondisi lingkungan tertentu dan dapat memberikan sinyal adanya perubahan kesehatan lingkungan. Kita melihat sebuah kecenderungan, dimana terjadi penurunan dalam kekayaan jenis tumbuhan indikator serta asosiasi tumbuhan - fungi dengan meningkatnya intesifikasi tata-guna lahan. Selain itu ada pergantian pada komunitas perakaran, berubah dari jenis asli dan endemik pada hutan hujan tropis ke arah pendatang baru, jenis herba yang generalis, yang biasa terdapat pada kebun karet dan sawit. Konektivitas tumbuhan - fungi secara signifikan menurun dengan meningkatnya intensifikasi tata-guna lahan. Hal ini menunjukkan bahwa ekosistem yang dibudidayakan memperlemah interaksi perakaran - fungi. Analisis jejaring menunjukkan adanya respon yang khusus dan jelas dari berbagai grup fungi. Misalnya fungi mikoriza asbukular (AMF) memperlihatkan lebih sedikit koneksi dengan pola yang terkait dengan perakaran sawit dan karet, menunjukkan semakin lemahnya asosiasi perakaran-fungi pada pertanaman monokultur. Hal ini sejalan dengan adanya penurunan keragaman AMF pada tata-guna lahan yang dikonversi dibandingkan hutan. Hal ini juga semakin mempertegas dampak negatif tata-guna lahan sawit dan karet secara monokultur terhadap keragaman AMF. Sintesis. Upaya menggambarkan dampak transformasi pada kondisi bawah-tanah hutan hujan tropis dibatasi oleh pemahaman kita tentang mekanisme fungsional kumpulan fungi yang ada. Sistim yang sangat termodifikasi memperlihatkan semakin sedikitnya koneksi, menunjukkan restrukturisasi hubungan perakaran-fungi yang dinamis, sebagai respon terhadap perubahan tata-guna lahan. Memahami interaksi yang rumit antara tumbuhan dan fungi dalam menghadapi perubahan tata-guna lahan dapat membantu memberikan informasi yang berharga untuk upaya konservasi, praktek pertanian, dan strategi pengelolaan ekosistem, yang bertujuan untuk melestarikan biodiversitas, kesehatan tanah dan daya tahan ekosistem dalam konteks perubahan kondisi lingkungan. Lebih jauh lagi, hal tersebut menggaris bawahi pentingnya jejaring komunitas bawah tanah dalam rencana tata-guna lahan dan keputusan pengelolaan untuk menyokong keragaman tumbuhan dan fungi pada ekosistem terrestrial.