Living at the Edge: Local versus Positional Factors in the Long-Term Population Dynamics of an Endangered Orchid

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Abstract

Abstract: Populations at the margin of geographic ranges of distribution have been considered more vulnerable than central ones, but recent reviews have caste doubt on this generalization. We examined the reproductive and demographic performance of a rare Euroasiatic orchid (Cypripedium calceolus) at its southwesterly range limit and compared our findings with those of previous studies of nine central populations at the center of the orchid's range. We sought to test the central-marginal model and to evaluate factors involved in long-term performance of forest Eurosiberian species with peripheral populations in southern European mountains. We characterized (structure, temporal fluctuations, herbivory, reproductive success, and recruitment at different habitats) four Pyrenean populations of C. calceolus of different sizes (5–3500 ramets) and monitored three of them for up to 13 years. Two quantitative stochastic models (count data and matrix models) were used to assess population trends and viability and the effect of herbivory. Contrary to expectations, and despite the negative effect of sporadic events of herbivory, the peripheral populations we studied (except the smallest one) performed similarly or better than populations occurring in central part of the species’ range in terms of reproductive success and population growth rates. Landscape changes over the last 50 years suggest that natural reforestation could be involved in the success of this plant at its southern limit. Forest expansion in the mountain regions of southern Europe may provide new opportunities for plants with geographic distributions centered mainly at higher latitudes and give some hope for their recovery in future scenarios dominated by biodiversity loss.

Abstract

Resumen: Las poblaciones en el margen de sus áreas de distribución geográfica han sido consideradas más vulnerables que las centrales, pero revisiones recientes han generado dudas sobre esta generalización. Examínamos el funcionamiento reproductivo y demográfico de una orquídea Euroasiática rara (Cypripedium calceolus) en su límite suroccidental y comparamos nuestros resultados con los de estudios previos de nueve poblaciones en el centro de su área de distribución. Buscábamos probar el modelo central-marginal y evaluar los factores involucrados en el funcionamiento de especies Eurosiberianas forestales con poblaciones periféricas en las montañas del sur de Europa. Caracterizamos (estructura, fluctuaciones temporales, herbivoría, éxito reproductivo y reclutamiento en diferentes hábitats) cuatro poblaciones pirenáicas de C. calceolus de tamaños diferentes (5–3500 vástagos) y monitorizamos tres de ellas hasta 13 años. Dos modelos estocásticos cuantitativos (datos de conteos y modelos matriciales) fueron utilizados para evaluar las tendencias y la viabilidad poblacional y el efecto de la herbivoría. Contrariamente a lo esperado, y no obstante el efecto negativo de eventos de herbivoría esporádicos, las poblaciones periféricas estudiadas (excepto la más pequeña) funcionaron de forma similar o mejor que las poblaciones de la parte central del área de distribución de la especie en términos del éxito reproductivo tasas de crecimiento poblacional. Los cambios en el paisaje en los últimos 50 años sugieren que la reforestación natural pudiera estar involucrada en el éxito de esta planta en su límite sureño. La expansión de bosques en las regiones montañosas del sur de Europa puede proporcionar nuevas oportunidades para plantas con distribuciones geográficas centradas principalmente en latitudes altas y dar esperanzas para su recuperación en escenarios futuros dominados por la pérdida de biodiversidad.

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