Title Frequency of Plant Species in Remnants of Calcareous Grassland and their Dispersal and Persistence Characteristics
Author/s Katrin Maurer, Walter Durka, Jürg Stöcklin
Year 2003
Journal Basic and Applied Ecology 4:307-316
Abstract Why should some species be so much more common than others? Here, we propose that traits affecting dispersal and persistence can be used to predict the frequency of occurrence of a species in grassland remnants in the Swiss Jura Mountains. We established the frequency of occurrence of 112 plant species in 96 remnants of calcareous grassland in NW Switzerland. We determined the following eight traits for each species: (1) dispersal category (unassisted, ant-, adhesion- or wind-dispersed), (2) terminal velocity of diaspores, (3) plant height, (4) mass per seed, (5) seed shape (variance of length, width and height), (6) onset of flowering, (7) duration of flowering, and (8) life form (clonal perennials, perennials without pronounced vegetative reproduction, short-lived species). Then we tested whether there is a correlation among these traits with the frequency of occurrence of a species in grassland remnants using stepwise multiple regression with the original data as well as with phylogenetically independent contrasts (PICs) calculated with a phylogeny based on recent molecular analysis. Species with an early onset of flowering (p < 0.01, R² = 0.09), a clonal life form (p < 0.01, R² = 0.08), a long duration of flowering (p < 0.02, R² = 0.04) and with heavy seeds (p < 0.05, R² = 0.03) occurred more frequently than others. In total the model explained 26 % of the variance in species frequency. Results were confirmed by the analysis with PICs except for the one concerning life form. Our results suggest that traits enhancing persistence are more important for the frequency of occurrence of a species in calcareous grassland than traits affecting dispersal. This might imply that in grassland remnants colonisations by far-distance dispersal are insignificant because of a lack of diaspore exchange among populations.
Zusammenfassung Warum sind bestimmte Arten so viel häufiger als andere? Wir gehen davon aus, dass Merkmale, welche Ausbreitung und Persistenz einer Pflanzenart beeinflussen, zur Vorhersage ihrer Häufigkeit in Restflächen der einstmals häufigeren Kalkmagerrasen im Schweizer Jura benutzt werden können. Wir bestimmten die Häufigkeit von 112 Pflanzenarten in 96 Kalkmagerrasen in der Nordwestschweiz. Folgende Merkmale wurden für jede Art festgestellt: (1) Ausbreitungstyp (keine Hilfsstrukturen, Ameisen-, Wind- od. Tierausbreitung), (2) Fallgeschwindigkeit der Diasporen, (3) Wuchshöhe der Pflanzen, (4) Gewicht eines Samens, (5) Samenform (Varianz von Länge, Breite und Höhe), (6) Blühbeginn, (7) Blühdauer, (8) Lebensform (klonal, langlebig aber nicht ausgeprägt klonal, kurzlebig). Mittels multipler, schrittweiser Regression wurde getestet, ob zwischen diesen Merkmalen und der Häufigkeit einer Art in Magerwiesen ein Zusammenhang besteht. Dazu wurden sowohl die Originaldaten, als auch phylogenetisch unabhängige Kontraste (PICs), beruhend auf einer Phylogenie mit neuesten molekularen Daten, benutzt. Arten mit einem frühen Blühbeginn (p < 0.01, R² = 0.09), ausgesprochen klonalem Wachstum (p < 0.01, R² = 0.08), einer langen Blühdauer (p < 0.02, R² = 0.04) und schweren Samen (p < 0.05, R² = 0.03) waren häufiger als andere. Insgesamt wurden 26% der Variation in der Häufigkeit der Arten durch das Modell erklärt. Die Resultate wurden, außer der die Wuchsform betreffenden, durch die Analyse mit PICs bestätigt. Unsere Resultate legen nahe, dass Merkmale, die die Persistenz begünstigen, für die Häufigkeit einer Art wichtiger sind als Eigenschaften, die ihre Ausbreitung begünstigen. Für die Restflächen ehemals ausgedehnter Halbtrockenrasen bedeutet dies, dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich eine lokal verschwundene Art durch Fernausbreitung wiederansiedeln kann, klein ist, weil der Diasporenaustausch zwischen den Restflächen zu gering ist.
Keywords biogeography · colonisations · diaspores · frequency of occurrence · Mesobromion · phylogenetically independent contrasts · seeds · terminal velocity
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