Patterns of plant species richness in Alpine hay meadows: Local vs. landscape controls

Abstract

Habitat type and quality are recognised as important local determinants of species richness, but other processes operating at the landscape scale can also affect diversity patterns. The evidence regarding the relative importance of landscape context on vascular plants is diverse, and little is known about the effects of this complex factor in Alpine environments. Hence, the primary purpose of the study was to elucidate the relative effects of the determinants of plant species richness by decomposing the variation into local and landscape components. We sampled 99 hay meadows in the Italian Alps, and recorded 14 explanatory variables ascribed to three sets: two sets of local variables, meadow management and abiotic environment, and a set of landscape variables. Plant diversity was affected primarily by local determinants. Species richness tended to increase in less fertilised meadows, confirming the detrimental effect of intensive meadow management on plant diversity. Site conditions such as steep slopes also enhanced plant species richness, showing a most pronounced positive effect in meadows that were cut less frequently. As to the landscape determinants, a high proportion of urban elements affected species richness negatively probably due to further eutrophication. In contrast, an increased length of meadow edges had a positive effect, particularly in meadows located on shallow soils. Partitioning analyses revealed that the three sets of variables showed relatively large shared effects with each other (over half of the total variation explained). In conclusion, the composition of the surrounding landscape had a lower impact on vascular plant species richness than did meadow management and local abiotic environment. Habitattyp und -qualität werden für wichtige lokale Determinanten des Artenreichtums gehalten, aber auch andere Prozesse, die auf der Landschaftsskala wirken, können Diversitätsmuster beeinflussen. Die Hinweise auf die relative Wichtigkeit dieses Landschaftszusammenhangs sind divers, und bisher ist wenig über die Effekte dieses komplexen Faktors in alpinen Umwelten bekannt. Daher war der primäre Grund dieser Untersuchung, die relativen Effekte der Determinanten des Pflanzenartenreichtums zu untersuchen, indem die Variation in lokale und Landschaftselemente zerlegt wurde. Wir beprobten neunundneunzig Heuwiesen in den italienischen Alpen und erfassten vierzehn erklärende Variablen, die drei Gruppen zugeordnet wurden: zwei Gruppen lokaler Variablen und einer Gruppe von Landschaftsvariablen. Die Pflanzendiversität wurde vor allem durch die lokalen Determinanten beeinflusst. Der Artenreichtum tendierte zu einer Zunahme in weniger gedüngten Wiesen und bestätigte den negativen Effekt einer intensiven Bewirtschaftung auf die Pflanzendiversität. Flächenbedingungen, wie steile Steigungen, verbesserten den Pflanzenreichtum, und zeigten einen besonders großen positiven Effekt in Wiesen, die weniger häufig gemäht wurden. In Bezug auf die Landschaftsdeterminanten beeinflusste ein hoher Anteil urbaner Elemente den Artenreichtum vermutlich aufgrund der zusätzlichen Eutrophierung negativ. Im Gegensatz dazu hatte eine zunehmende Länge der Wiesenränder einen positiven Effekt, besonders bei Wiesen auf flachgründigem Boden. Die „Partitioning"-Analyse ließ erkennen, dass die drei Gruppen von Variablen relativ große gemeinsame Effekte miteinander zeigten (mehr als die Hälfte der erklärten Variation). Es ließ sich schlussfolgern, dass die Zusammensetzung der umgebenden Landschaft einen geringeren Einfluss auf den Artenreichtum von Gefäßpflanzen hat als die Wiesenbewirtschaftung und die lokale abiotische Umwelt.