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Title: Water availability and species identity control shrub colonization in abandoned semiarid steppes
Authors: Rolo Romero, Víctor
Amat, Beatriz
Cortina, Jordi
Keywords: Matorrización;Zonas semiáridas;Dinámica de plantas;Shrub encroachment;Drylands;Long-term plant dynamics
Issue Date: 2016
Publisher: Elsevier
Abstract: El aumento en la cobertura y densidad de arbustos es un fenómeno generalizado en las zonas áridas de todo el mundo. Sus causas y consecuencias son complejas y fuertemente idiosincráticas. El conocimiento detallado de la tasa de colonización de arbustos y sus impulsores abióticos y bióticos es crucial para comprender y gestionar plenamente estas áreas. Utilizamos un conjunto de fotografías aéreas (1956, 1978, 1985, 1998 y 2009) y datos de campo para relacionar la dinámica de los parches de arbustos y las propiedades abióticas y bióticas de 27 estepas abandonadas en el sureste de la Península Ibérica. La densidad de parches de arbustos en 2009 varió de 11 a 143 parches por hectárea, y aumentó en un promedio del 180% entre 1956 y 2009. Los cambios temporales en la densidad de parches de arbustos siguieron funciones no lineales (monomolecular, logística y exponencial) que describen el reclutamiento temprano, gradual y tardío, respectivamente. Las diferencias en la tasa de colonización de parches de arbustos estaban relacionadas con la identidad de las especies formadoras de parches, pero dependían de la disponibilidad de agua. Los aumentos totales en la densidad de parches de arbustos fueron mayores cuando los parches estaban dominados por especies colonizadoras tardías. La dinámica general de los parches de arbustos estaba mayormente relacionada con la identidad de las especies formadoras de parches y las condiciones climáticas, y en menor medida con factores físicos como la orientación y la cobertura rocosa. Dada la sensibilidad de las especies formadoras de parches a las condiciones climáticas, surgirán nuevos desafíos para la gestión de las estepas en las próximas décadas. Las especies capaces de prosperar en condiciones adversas pueden aumentar su dominio a expensas de las especies adaptadas a condiciones menos exigentes.
The increase in shrub cover and density is a widespread phenomenon in drylands worldwide. Its causes and consequences are complex and strongly idiosyncratic. Detailed knowledge of the rate of shrub colonization, and its abiotic and biotic drivers is crucial to fully understand and manage these areas. We used a set of aerial photographs (1956, 1978, 1985, 1998 and 2009) and field data to relate shrub patch dynamics, and abiotic and biotic properties of 27 abandoned steppes in SE Iberian Peninsula. Shrub patch density in 2009 ranged from 11 to 143 patches ha 1, and increased by an average of 180% between 1956 and 2009. Temporal changes in shrub patch density followed non-linear functions (monomolecular, logistic and exponential) describing early, gradual and late recruitment, respectively. Differences in shrub patch colonization rate were related to the identity of patch-forming species, but contingent on water availability. Total increases in shrub patch density were larger when patches were dominated by late colonizer species. Overall shrub patch dynamics was mostly related to the identity of patch-forming species and climatic conditions, and to a lesser extent physical factors such as aspect and rock cover. Given the sensitivity of patch-forming species to climatic conditions, new challenges for steppe management will emerge over the next decades. Species able to thrive under harsh conditions may increase their dominance at the expense of species adapted to less demanding conditions.
Description: Publicado en: Agriculture, Ecosystems & Environment Volume 228, 15 July 2016, Pages 62-69
URI: http://hdl.handle.net/10662/24304
ISSN: 0167-8809
DOI: 10.1016/j.agee.2016.05.014
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