Spatial (a)synchrony in population fluctuations of five plant species in fragmented habitats

The spatial scale at which populations show synchronous temporal fluctuations in abundance, relative to the spatial scale over which they can disperse, may influence the persistence of local and regional populations. There have been frequent demonstrations of spatial synchrony in population dynamics of animal populations. But few studies have investigated the degree of spatial synchrony in less mobile taxa, e.g. plants, where life history, dispersal and interaction with the environment would be different due to a sessile phase. This study has during three years investigated the synchrony in local population size changes in four short-lived species, and during a nine-year period for one long-lived species, in a semi-natural grassland landscape in southern Sweden. The spatial scale of this study was less than 15 km, which is quite small in comparison with other studies, but the temporal scale was of similar magnitude as the few studies on plant abundances and synchrony. When using detrended estimates of population size change, a significant pattern of decreasing synchrony with increasing distance was found for the two short-lived species that were most confined to manage semi-natural grasslands. Spatial synchrony was detected up to a few km. However, the species displayed synchrony in different years. The degree of synchrony can thus vary considerably across years and among species. Spatially autocorrelated weather conditions could partly explain the spatial scale of synchrony found during certain time intervals. However, the prevailing asynchrony suggests that local factors dominate the dynamics of the populations at the investigated scale.

ZusammenfassungDie räumliche Skala auf der Populationen synchrone zeitliche Fluktuationen in den Abundanzen in Relation zur räumlichen Skala, auf der sie sich ausbreiten können, zeigen, kann das Bestehen von lokalen und regionalen Populationen beeinflussen. Es gab häufige Demonstrationen räumlicher Synchronie in den Populationsdynamiken von Tierpopulationen. Aber wenige Studien haben den Grad der räumlichen Synchronie in weniger mobilen Taxa, z. B. bei Pflanzen, untersucht, bei denen die Lebensweise, die Ausbreitung und die Interaktionen mit der Umwelt aufgrund einer sessilen Phase anders ist. Diese Studie hat über drei Jahre die Synchronie lokaler Populationsgrößenveränderungen von vier kurzlebigen Arten und in einer neunjährigen Periode von einer langlebigen Art in einer halbnatürlichen Grünlandschaft in Süd-Schweden untersucht. Die räumliche Skala dieser Untersuchung war kleiner als 15 km, was recht klein im Vergleich zu anderen Studien ist. Die zeitliche Skala war jedoch in der gleichen Größenordnung wie bei den wenigen Studien über Pflanzenabundanzen und -synchronie. Wenn trendbereinigte Abschätzungen der Populationsgrößenänderungen verwendet wurden, wurde ein signifikantes Muster von abnehmender Synchronie mit zunehmender Distanz für die zwei kurzlebigen Arten gefunden, die besonders auf bewirtschaftete halbnatürliche Grünländer beschränkt sind. Räumliche Synchronie wurde bis zu einigen Kilometern gefunden. Die Arten zeigten jedoch Synchronie in verschiedenen Jahren. Der Grad der Synchronie kann demnach zwischen den Jahren und verschiedenen Arten variieren. Räumlich autokorrelierte Wetterbedingungen könnten die räumliche Skala der Synchronie teilweise erklären, die während bestimmter Zeitintervalle gefunden wurde. Die vorherrschende Asynchronie lässt jedoch vermuten, dass lokale Faktoren die Dynamiken der Populationen auf der untersuchten Skala dominieren.