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Effect of Rotational Shepherding on Demographic and Genetic Connectivity of Calcareous Grassland Plants



    1. Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Toronto, Mississauga, L5L Ontario, Canada
    Current affiliation:
    1. Forensics Science Department, Trent University, Peterborough, Canada
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    1. Interdisciplinary Latin America Center (ILZ), University of Bonn, Bonn, Germany
    2. Department of Ecology and Ecosystem Management Strategic Landscape Planning and Management, Technical University of Munich, Freising-Weihenstephan, Germany
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    1. Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Toronto, Mississauga, L5L Ontario, Canada
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Response to habitat fragmentation may not be generalized among species, in particular for plant communities with a variety of dispersal traits. Calcareous grasslands are one of the most species-rich habitats in Central Europe, but abandonment of traditional management has caused a dramatic decline of calcareous grassland species. In the Southern Franconian Alb in Germany, reintroduction of rotational shepherding in previously abandoned grasslands has restored species diversity, and it has been suggested that sheep support seed dispersal among grasslands. We tested the effect of rotational shepherding on demographic and genetic connectivity of calcareous grassland specialist plants and whether the response of plant populations to shepherding was limited to species dispersed by animals (zoochory). Specifically, we tested competing dispersal models and source and focal patch properties to explain landscape connectivity with patch-occupancy data of 31 species. We fitted the same connectivity models to patch occupancy and nuclear microsatellite data for the herb Dianthus carthusianorum (Carthusian pink). For 27 species, patch connectivity was explained by dispersal by rotational shepherding regardless of adaptations to zoochory, whereas population size (16% species) and patch area (0% species) of source patches were not important predictors of patch occupancy in most species. [Correction made after online publication, February 25, 2014: Population size and patch area percentages were mistakenly inverted, and have now been fixed.] Microsite diversity of focal patches significantly increased the model variance explained by patch occupancy in 90% of the species. For D. carthusianorum, patch connectivity through rotational shepherding explained both patch occupancy and population genetic diversity. Our results suggest shepherding provides dispersal for multiple plant species regardless of their dispersal adaptations and thus offers a useful approach to restore plant diversity in fragmented calcareous grasslands.

Efectos del Pastoreo Rotacional sobre la Conectividad Genética y Demográfica de Plantas de Pastizales Calcáreos


La respuesta a la fragmentación del hábitat puede no estar generalizada entre las especies, en particular para las comunidades de plantas con una variación de métodos de dispersión. Los pastizales calcáreos son uno de los hábitats con mayor riqueza de especies en Europa Central, pero el abandono del manejo tradicional ha causado una disminución dramática de las especies en estos pastizales. En el Alb Franconio del Sur en Alemania, la reintroducción del pastoreo rotacional en pastizales previamente abandonados ha restaurado la diversidad de especies, y ha comenzado a sugerir que los borregos apoyan la dispersión de semillas entre los pastizales. Probamos los efectos del pastoreo rotacional sobre la conectividad genética y demográfica de las plantas especialistas de los pastizales calcáreos y si la respuesta de las poblaciones de plantas al pastoreo estaba limitada a especies dispersadas por animales (zoocoria). En específico, probamos modelos de competencia de dispersión y propiedades de fragmento focales y de origen para explicar la conectividad de paisaje con la información de ocupación de fragmento de 31 especies. Ajustamos los mismos modelos de conectividad a la ocupación de fragmento y a la información de microsatélites nucleares para la hierba Dianthus carthusianorum. Para 27 especies, la conectividad de fragmento se explicó por la dispersión por pastoreo rotacional sin importar las adaptaciones a la zoocoria, mientras que el tamaño de población (16% de especies) y el área de fragmento (0% de especies) de fragmentos de origen no fueron importantes para predecir la ocupación de fragmento de la mayoría de las especies. [Correction made after online publication, February 25, 2014: Population size and patch area percentages were mistakenly inverted, and have now been fixed.] La La diversidad de micrositios de los fragmentos focales incrementó significativamente el modelo de varianza explicado por la ocupación de fragmento en el 90% de las especies. Para D. carthusianorum, la conectividad de fragmento por medio del pastoreo rotacional explicó tanto la ocupación de fragmento como la diversidad de genética de poblaciones. Nuestros resultados sugieren que el pastoreo proporciona dispersión para muchas especies de plantas sin importar sus adaptaciones a la dispersión y por lo tanto ofrece un acercamiento útil para restaurar la diversidad de plantas en pastizales calcáreos fragmentados.

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