Shrub encroachment can reverse desertification in semi-arid Mediterranean grasslands

Authors

  • Fernando T. Maestre,

    Corresponding author
    1. Área de Biodiversidad y Conservación, Departamento de Biología y Geología, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Móstoles, Spain
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  • Matthew A. Bowker,

    1. Área de Biodiversidad y Conservación, Departamento de Biología y Geología, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Móstoles, Spain
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  • María D. Puche,

    1. Área de Biodiversidad y Conservación, Departamento de Biología y Geología, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Móstoles, Spain
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  • M. Belén Hinojosa,

    1. Environmental Plant Interactions Programme, Scottish Crop Research Institute, Dundee, DD2 5DA, UK
    2. Departamento de Biología Animal, Vegetal y Ecología, Universidad de Jaén, 23071 Jaén, Spain
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  • Isabel Martínez,

    1. Área de Biodiversidad y Conservación, Departamento de Biología y Geología, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Móstoles, Spain
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  • Pablo García-Palacios,

    1. Área de Biodiversidad y Conservación, Departamento de Biología y Geología, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Móstoles, Spain
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  • Andrea P. Castillo,

    1. Área de Biodiversidad y Conservación, Departamento de Biología y Geología, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Móstoles, Spain
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  • Santiago Soliveres,

    1. Área de Biodiversidad y Conservación, Departamento de Biología y Geología, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Móstoles, Spain
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  • Arántzazu L. Luzuriaga,

    1. Área de Biodiversidad y Conservación, Departamento de Biología y Geología, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Móstoles, Spain
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  • Ana M. Sánchez,

    1. Área de Biodiversidad y Conservación, Departamento de Biología y Geología, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Móstoles, Spain
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  • José A. Carreira,

    1. Departamento de Biología Animal, Vegetal y Ecología, Universidad de Jaén, 23071 Jaén, Spain
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  • Antonio Gallardo,

    1. Departamento Sistemas Físicos, Químicos y Naturales, Universidad Pablo de Olavide, Carretera de Utrera km. 1, 41013 Sevilla, Spain
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  • Adrián Escudero

    1. Área de Biodiversidad y Conservación, Departamento de Biología y Geología, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos, 28933 Móstoles, Spain
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* E-mail: fernando.maestre@urjc.es

Abstract

The worldwide phenomenon of shrub encroachment in grass-dominated dryland ecosystems is commonly associated with desertification. Studies of the purported desertification effects associated with shrub encroachment are often restricted to relatively few study areas, and document a narrow range of possible impacts upon biota and ecosystem processes. We conducted a study in degraded Mediterranean grasslands dominated by Stipa tenacissima to simultaneously evaluate the effects of shrub encroachment on the structure and composition of multiple biotic community components, and on various indicators of ecosystem function. Shrub encroachment enhanced vascular plant richness, biomass of fungi, actinomycetes and other bacteria, and was linked with greater soil fertility and N mineralization rates. While shrub encroachment may be a widespread phenomenon in drylands, an interpretation that this is an expression of desertification is not universal. Our results suggest that shrub establishment may be an important step in the reversal of desertification processes in the Mediterranean region.

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