Effects of Life-History Traits on Responses of Plant Species to Forest Fragmentation

Authors

  • ANNETTE KOLB,

    Corresponding author
    1. Vegetation Ecology and Conservation Biology, Department of Ecology and Evolutionary Biology, FB2, University of Bremen, Leobener Str., D-28359 Bremen, Germany
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  • MARTIN DIEKMANN

    1. Vegetation Ecology and Conservation Biology, Department of Ecology and Evolutionary Biology, FB2, University of Bremen, Leobener Str., D-28359 Bremen, Germany
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*email akolb@uni-bremen.de

Abstract

Abstract: Knowing the general principles of plant-environment relationships is required to be able to predict changes in species occurrence and abundance in changing landscapes. Because habitat fragmentation may affect the dispersal, establishment, and persistence of species in various ways, we expected associations between species life-history traits related to these processes and their responses to fragmentation. We tested (1) whether groups of plant species with specific biological attributes are especially affected by forest fragmentation and (2) whether regionally rare species are more negatively affected than more common species. We surveyed 145 deciduous forest patches in northwestern Germany for the presence of a large set of forest plant species. For each of 82 species, we collected data on eight life-history traits and estimated species' responses to decreased patch size and increased distance to other occupied forest patches. We classified species into two emergent groups that differed strongly with respect to most considered life-history traits. The group of species that was more negatively affected by isolation mostly consisted of clonal forest specialist species characterized by few and heavy diaspores, lack of dispersal structures, small size, short-lived seeds, and insect pollination. There was no effect of patch area. Univariate analyses revealed (marginally) significant relationships between species' responses to isolation and diaspore number and mass, plant height, and habitat preference and between responses to patch area and seed-bank longevity, plant height, and habitat preference. Regional frequency of occurrence was not correlated to species' responses to fragmentation and did not differ between the two emergent groups. Rare species, however, were smaller and produced fewer and shorter-lived diaspores than common species. Forest fragmentation may thus threaten species differently, depending on their specific biological characteristics. Approaches based on life-history traits potentially allow prediction of species' responses to habitat fragmentation and may therefore aid in the assessment of the endangerment of plant species and ultimately in the conservation of biological diversity.

Abstract

Resumen: Se requiere conocimiento de los principios básicos de las relaciones planta-ambiente para predecir cambios en la ocurrencia de especies en paisajes cambiantes. Debido a que la fragmentación del hábitat puede afectar la dispersión, establecimiento y persistencia de las especies de varias maneras, esperábamos asociaciones entre características de la historia de vida relacionadas con estos procesos y sus respuestas a la fragmentación. Probamos (1) si grupos de especies de plantas con atributos biológicos específicos son especialmente afectados por la fragmentación del bosque y (2) si especies regionalmente raras son afectadas más negativamente que las especies más comunes. Examinamos 145 parches de bosque deciduo en el noroeste de Alemania para buscar un conjunto grande de especies de plantas de bosque. Para cada una de 82 especies, recolectamos datos de ochos características de la historia de vida y estimamos la respuesta de las especies al decremento del tamaño del parche y al incremento de la distancia a otros parches de bosque. Clasificamos a las especies en dos grupos emergentes, con diferencias notables en la mayoría de las características consideradas. El grupo de especies que fue afectado más negativamente por el aislamiento consistió principalmente de especies clonales especialistas de bosque caracterizadas por diásporas escasas y pesadas, carencia de estructuras dispersoras, tamaño pequeño, semillas de vida corta y polinización por insectos. No hubo efecto de la superficie del parche. Análisis univariados revelaron (marginalmente) relaciones significativas entre las respuestas de las especies al aislamiento y el número y masa de las diásporas, la altura de plantas y la preferencia de hábitat y entre respuestas a la superficie del parche y la longevidad del banco de semillas, la altura de plantas y la preferencia de hábitat. La frecuencia de ocurrencia regional no se correlacionó con las respuestas de las especies a la fragmentación y no hubo diferencia entre los dos grupos emergentes. Sin embargo, las especies raras fueron más pequeñas y produjeron diásporas más pequeñas y menos longevas que las especies comunes. Por lo tanto, la fragmentación del bosque puede amenazar a las especies de manera diferente, dependiendo de sus características biológicas específicas. Los métodos basados en características de la historia de vida potencialmente permiten la predicción de las respuestas de las especies a la fragmentación del hábitat y por lo tanto pueden ayudar a la evaluación del peligro de extinción de una especie de planta y, a la postre, a la conservación de la diversidad biológica.

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