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Metacommunity Dynamics Over 16 Years in a Pyrogenic Shrubland

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Abstract

Abstract: Metacommunity theory allows predictions about the dynamics of potentially interacting species’ assemblages that are linked by dispersal, but strong empirical tests of the theory are rare. We analyzed the metacommunity dynamics of Florida rosemary scrub, a patchily distributed pyrogenic community, to test predictions about turnover rates, community nestedness, and responses to patch size, arrangement, and quality. We collected occurrence data for 45 plant species from 88 rosemary scrub patches in 1989 and 2005 and used growth form, mechanism of regeneration after fire, and degree of habitat specialization to categorize species by life history. We tested whether patch size, fire history, and structural connectivity (a measure of proximity and size of surrounding patches) could be used to predict apparent extinctions and colonizations. In addition, we tested the accuracy of incidence-function models built with the patch survey data from 1989. After fire local extinction rates were higher for herbs than woody plants, higher for species that regenerated only from seed than species able to resprout, and higher for generalist than specialist species. Fewer rosemary specialists and a higher proportion of habitat generalists were extirpated on recently burned patches than on patches not burned between 1989 and 2005. Nestedness was highest for specialists among all life-history groups. Estimated model parameters from 1989 predicted the observed (1989–2005) extinction rates and the number of patches with persistent populations of individual species. These results indicate that species with different life-history strategies within the same metacommunity can have substantially different responses to patch configuration and quality. Real metacommunities may not conform to certain assumptions of simple models, but incidence-function models that consider only patch size, configuration, and quality can have significant predictive accuracy.

Abstract

Resumen: La teoría de metacomunidades permite predicciones de la dinámica de ensambles de especies potencialmente interactuantes que están conectadas mediante la dispersión, pero son raras pruebas empíricas robustas de la teoría. Analizamos la dinámica de la metacomunidad de matorral de romero de Florida, una comunidad pirogénica distribuida heterogéneamente, para probar predicciones sobre tasas de recambio, anidamiento de la comunidad y respuestas al tamaño, arreglo y calidad del parche. Recolectamos datos de ocurrencia de 45 especies de plantas en 88 parches de matorral de romero en 1989 y 2005 y utilizamos la forma de crecimiento, el mecanismo de regeneración después de fuego y el nivel de especialización de hábitat para clasificar a las especies por historia natural. Probamos si el tamaño del parche, la historia de incendios y la conectividad estructural (una medida de proximidad y tamaño de parches circundantes) se podrían utilizar para predecir las extinciones y colonizaciones aparentes. Adicionalmente, probamos la precisión de los modelos de función de incidencia que desarrollamos con los datos del muestreo de parches en 1989. Después de un incendio, las tasas de extinción local fueron mayores para hierbas que para plantas leñosas, mayores para especies que regeneraban solo de semillas que para especies capaces de rebrotar y mayores para especies generalistas que especialistas. Pocas especialistas y una mayor proporción de generalistas fueron extirpadas de parches recién quemados que de parches no quemados entre 1989 y 2005. El anidamiento fue mayor para especialistas en comparación con los demás grupos de historia de vida. Los parámetros estimados por el modelo con datos de 1989 predijeron las tasas de extinción observadas (1989–2005) y el número de parches con poblaciones persistentes. Estos resultados indican que especies con diferentes estrategias de historia de vida dentro de la misma metacomunidad pueden tener respuestas sustancialmente diferentes a la configuración y calidad de los parches. Puede que las metacomunidades reales no cumplan con ciertas suposiciones de modelos simples, pero los modelos de función de incidencia que solo consideran el tamaño, la configuración y calidad del parche pueden tener una precisión predictiva significativa.

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