Complex Changes in Plant Communities across a Subarctic Alpine Tree Line in Labrador, Canada + Supplementary Appendix Table (See Article Tools)
As climate warms, abiotic factors, as well as plant community and biodiversity structure, may constrain or promote the movement of ecotone boundaries. Our study sought to examine how plant communities change across the tree-line ecotone of the Mealy Mountains in Labrador, Canada. We established eigh...
Published in: | ARCTIC |
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Main Authors: | , , , , , , , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | English |
Published: |
The Arctic Institute of North America
2015
|
Subjects: | |
Online Access: | https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/67569 |
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Open Polar |
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University of Calgary Journal Hosting |
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English |
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climate change forest-tundra ecotone Labrador Mealy Mountains soil temperature species turnover changement climatique écotone de la toundra forestière montagnes Mealy température du sol renouvellement des espèces Trant, Andrew J. Lewis, Keith Cranston, Brittany H. Wheeler, Julia A. Jameson, Ryan G. Jacobs, John D. Hermanutz, Luise Starzomski, Brian M. Complex Changes in Plant Communities across a Subarctic Alpine Tree Line in Labrador, Canada + Supplementary Appendix Table (See Article Tools) |
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climate change forest-tundra ecotone Labrador Mealy Mountains soil temperature species turnover changement climatique écotone de la toundra forestière montagnes Mealy température du sol renouvellement des espèces |
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As climate warms, abiotic factors, as well as plant community and biodiversity structure, may constrain or promote the movement of ecotone boundaries. Our study sought to examine how plant communities change across the tree-line ecotone of the Mealy Mountains in Labrador, Canada. We established eight transects (50–100 m in length) along an elevation gradient in three tree-line zones (forest, forest-tundra, and alpine-tundra) and recorded all species and cover of vegetation in contiguous 1 × 1 m quadrats. Companion abiotic parameters of nutrients and soil temperature were also measured. The absence of abrupt changes in important soil nutrients and growing season temperatures suggests that these factors do not limit tree species establishment beyond the current tree line. Vegetation cover and richness, however, were highly variable and in some cases changed non-linearly across the tree-line ecotone. Tree cover and species density generally decreased with elevation, while some field layer species (< 25 cm in height) increased; the latter change seems to be influenced by ground shrubs rather than herbaceous species. As expected, transects separated by the greatest difference in elevation were the least similar (higher beta diversity/species turnover); however, species turnover between the forest and forest-tundra transects was higher than it was between forest-tundra and alpine-tundra transects, even though the latter were separated by a greater elevation. Community structure and species turnover vary greatly across a tree line with the greatest differences between the forest and the forest-tundra, suggesting a biotic or abiotic barrier. While our ability to predict how the tree line will respond to continued climate change is complicated by these patterns in plant communities, the potential barriers investigated and others identified will be a useful focus for future studies. Au fur et à mesure que le climat se réchauffe, les facteurs abiotiques de même que la structure des communautés végétales et de la biodiversité pourraient contraindre ou promouvoir le mouvement des délimitations des écotones. Notre étude cherche à examiner comment les communautés de plantes changent dans l’écotone de la limite forestière des montagnes Mealy au Labrador, Canada. Nous avons établi huit transects (de 50 à 100 m de longueur) le long d’un gradient d’altitude chevauchant trois zones de la limite forestière (forêt, toundra forestière et toundra alpine), puis répertorié toutes les espèces et la couverture végétale se trouvant dans des quadrats contigus d’un mètre sur un mètre. Nous avons également mesuré les paramètres abiotiques des éléments nutritifs et des températures du sol connexes. L’absence de changements abrupts en ce qui a trait aux importants éléments nutritifs du sol et aux températures de la période de croissance suggère que ces facteurs ne limitent pas l’établissement des espèces d’arbres au-delà de la limite forestière actuelle. Cependant, la couverture végétale et sa richesse variaient beaucoup et, dans certains cas, changeaient de façon non linéaire dans l’écotone de la limite forestière. De manière générale, le couvert arboré et la densité des espèces diminuaient avec l’altitude, tandis que certaines espèces de la couverture vivante au-dessus du sol (< 25 cm de hauteur) augmentaient. Ce dernier changement semble influencé par le couvert arbustif et non pas par les espèces herbacées. Comme nous nous y attendions, les transects qui étaient séparés par la plus grande différence d’altitude étaient les moins semblables (plus grande diversité bêta et plus grand renouvellement des espèces). Cependant, le renouvellement des espèces entre le transect de la forêt et le transect de la toundra forestière était plus grand qu’entre les transects de la toundra forestière et de la toundra alpine, même si ces derniers étaient séparés par de plus grandes élévations. La structure des communautés et le renouvellement des espèces varient beaucoup au sein d’une limite forestière, les plus grandes différences étant enregistrées entre la forêt et la toundra forestière, ce qui suggère une barrière biotique ou abiotique. Bien que notre aptitude à prévoir comment la limite forestière réagira au changement climatique continu soit embrouillée par les modèles de communautés végétales, les barrières potentielles faisant l’objet d’études et d’autres barrières joueront un rôle important dans des études ultérieures. |
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Trant, Andrew J. Lewis, Keith Cranston, Brittany H. Wheeler, Julia A. Jameson, Ryan G. Jacobs, John D. Hermanutz, Luise Starzomski, Brian M. |
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Canada Mealy Mountains |
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ARCTIC; Vol. 68 No. 4 (2015): December: 407–539; 500–512 1923-1245 0004-0843 |
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Hermanutz, Luise Starzomski, Brian M. 2015-12-03 application/pdf https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/67569 eng eng The Arctic Institute of North America https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/67569/51472 https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/67569/53097 https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/67569 Copyright (c) 2015 ARCTIC ARCTIC; Vol. 68 No. 4 (2015): December: 407–539; 500–512 1923-1245 0004-0843 climate change forest-tundra ecotone Labrador Mealy Mountains soil temperature species turnover changement climatique écotone de la toundra forestière montagnes Mealy température du sol renouvellement des espèces info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion research-article 2015 ftunivcalgaryojs 2022-03-22T21:24:12Z As climate warms, abiotic factors, as well as plant community and biodiversity structure, may constrain or promote the movement of ecotone boundaries. Our study sought to examine how plant communities change across the tree-line ecotone of the Mealy Mountains in Labrador, Canada. We established eight transects (50–100 m in length) along an elevation gradient in three tree-line zones (forest, forest-tundra, and alpine-tundra) and recorded all species and cover of vegetation in contiguous 1 × 1 m quadrats. Companion abiotic parameters of nutrients and soil temperature were also measured. The absence of abrupt changes in important soil nutrients and growing season temperatures suggests that these factors do not limit tree species establishment beyond the current tree line. Vegetation cover and richness, however, were highly variable and in some cases changed non-linearly across the tree-line ecotone. Tree cover and species density generally decreased with elevation, while some field layer species (< 25 cm in height) increased; the latter change seems to be influenced by ground shrubs rather than herbaceous species. As expected, transects separated by the greatest difference in elevation were the least similar (higher beta diversity/species turnover); however, species turnover between the forest and forest-tundra transects was higher than it was between forest-tundra and alpine-tundra transects, even though the latter were separated by a greater elevation. Community structure and species turnover vary greatly across a tree line with the greatest differences between the forest and the forest-tundra, suggesting a biotic or abiotic barrier. While our ability to predict how the tree line will respond to continued climate change is complicated by these patterns in plant communities, the potential barriers investigated and others identified will be a useful focus for future studies. Au fur et à mesure que le climat se réchauffe, les facteurs abiotiques de même que la structure des communautés végétales et de la biodiversité pourraient contraindre ou promouvoir le mouvement des délimitations des écotones. Notre étude cherche à examiner comment les communautés de plantes changent dans l’écotone de la limite forestière des montagnes Mealy au Labrador, Canada. Nous avons établi huit transects (de 50 à 100 m de longueur) le long d’un gradient d’altitude chevauchant trois zones de la limite forestière (forêt, toundra forestière et toundra alpine), puis répertorié toutes les espèces et la couverture végétale se trouvant dans des quadrats contigus d’un mètre sur un mètre. Nous avons également mesuré les paramètres abiotiques des éléments nutritifs et des températures du sol connexes. L’absence de changements abrupts en ce qui a trait aux importants éléments nutritifs du sol et aux températures de la période de croissance suggère que ces facteurs ne limitent pas l’établissement des espèces d’arbres au-delà de la limite forestière actuelle. Cependant, la couverture végétale et sa richesse variaient beaucoup et, dans certains cas, changeaient de façon non linéaire dans l’écotone de la limite forestière. De manière générale, le couvert arboré et la densité des espèces diminuaient avec l’altitude, tandis que certaines espèces de la couverture vivante au-dessus du sol (< 25 cm de hauteur) augmentaient. Ce dernier changement semble influencé par le couvert arbustif et non pas par les espèces herbacées. Comme nous nous y attendions, les transects qui étaient séparés par la plus grande différence d’altitude étaient les moins semblables (plus grande diversité bêta et plus grand renouvellement des espèces). Cependant, le renouvellement des espèces entre le transect de la forêt et le transect de la toundra forestière était plus grand qu’entre les transects de la toundra forestière et de la toundra alpine, même si ces derniers étaient séparés par de plus grandes élévations. La structure des communautés et le renouvellement des espèces varient beaucoup au sein d’une limite forestière, les plus grandes différences étant enregistrées entre la forêt et la toundra forestière, ce qui suggère une barrière biotique ou abiotique. Bien que notre aptitude à prévoir comment la limite forestière réagira au changement climatique continu soit embrouillée par les modèles de communautés végétales, les barrières potentielles faisant l’objet d’études et d’autres barrières joueront un rôle important dans des études ultérieures. Article in Journal/Newspaper Arctic Subarctic toundra Tundra University of Calgary Journal Hosting Canada Mealy Mountains ENVELOPE(-59.465,-59.465,53.383,53.383) ARCTIC 68 4 500 |