Interpretation of Elasticity Matrices as an Aid to the Management of Plant Populations for Conservation

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Abstract

Population projection (Lefkovitch) matrices are now a standard method for quantifying and analyzing the demography and population dynamics of plants. Elasticity analysis of such a matrix indicates the relative effect on the population growth rate (λ) of small changes to matrix elements representing different transitions in the life cycle. In a comparison of elasticity matrices for 84 species of plants we show that the relative importance of recruitment from seed (measured by composite elasticity F), stasis (measured by composite elasticity L), and growth (measured by composite elasticity G) varies systematically between the groups semelparous herbs, iteroparous herbs of open habitats, forest herbs, shrubs, and trees. We discuss how this result might be used to construct rules of thumb useful in plant conservation. By looking in detail at how λ covaries with the composite elasticities F, L, and G among 16 populations of the semelparous herb Cirsium vulgare and among 15 populations of the rare iteroparous herb Pedicularis furbishiae, we show that a naive interpretation of elasticities can give a misleading prescription for management. Instead, we show that elasticity analysis supports management prescriptions based upon the successional status of a species or upon its response to disturbance.

Abstract

Las matrices de proyección poblacionales (de Lefkovitch), constituyen en la actualidad un método estandard para cuantificar y analizar la demografía y dinámica poblacional de las plantas. El análisis de elasticidad de dichas matrices indica el efecto relativo sobre la tasa de crecimiento poblacional (λ) de pequeños cambios en los elementos de la matriz, los cuales representan distintas transiciones en el ciclo de vida. En una comparación de las matrices de elasticidad de 84 especies de plantas, demostramos que la importancia relativa del reclutamiento de las semillas (medido por la elasticidad compuesta F), estásis (medido por la elasticidad compuesta L), y crecimiento (medido por la elasticidad compuesta G), varían sistemáticamente entre los grupos de las hierbas semélparas, las hierbas iteróparas de hábitats abiertos, las hierbas de bosques, los arbustos y los árboles. Discutimos como estos resultados podrían ser usados para construir reglas generales útiles en la conservación de plantas. Estudiando en detalle como λ covaría con las elasticidades compuestas F, L y G entre 16 poblaciones de la hierba semélpara Cirsium vulgare y entre 15 poblaciones de la hierba rara iterópara Pedicularis furbishiae, demostramos que una interpretación ingénua de las elasticidades puede dar una prescripción para el manejo errónea. En cambio, demostramos que el análisis de elasticidad apoya las prescripciones de manejo basadas en el estado sucesional de una especie o en su respuesta a las perturbaciones.

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