Spatial patterns of weeds along a gradient of landscape complexity

Processes that drive spatial patterning among plant species are of ongoing interest, mostly because these patterns have implications for the structure and function of plant communities. We investigated the spatial strategies of weeds focusing on how spatial patterns of weeds are mediated by agricultural landscape complexity and species life-history attributes. We quantified the spatial distribution of 110 weed species using data collected in ten landscapes in central western France along a gradient of landscape complexity, from structurally complex (numerous small fields) to structurally simple (few large fields). We then related differences observed in species’ distribution patterns to ecological attributes of species for resource exploitation and dispersion. Our study reveals that weeds were spatially aggregated at the landscape scale. Their spatial patterns are related to the frequency of occurrence of weeds but surprisingly not directly to the seed dispersal type, nor to the degree of habitat specialization. We show that landscape complexity had no direct effect on the spatial patterning of weeds but through interactions with species attributes. Our results point to the importance of interactions between landscape complexity and species attributes in the spatial patterning of weed species even in intensively managed fields. These patterns appear to be a consequence of the spatial arrangement of landscape elements as well as the result of landscape filtering on species attributes.

ZusammenfassungProzesse, die das räumliche Muster von Pflanzenarten steuern, sind von anhaltendem Interesse, insbesondere, weil diese Muster Weiterungen für die Struktur und Funktion von Pflanzengesellschaften haben. Wir untersuchten die räumlichen Strategien von Unkräutern, wobei wir uns darauf konzentrierten, wie die räumlichen Muster der Unkräuter durch die Komplexität der Agrarlandschaft und die ökologischen Merkmale der Arten vermittelt werden. Wir quantifizierten die räumliche Verteilung von 110 Unkrautarten nach Daten, die in zehn Landschaften im zentral-westlichen Frankreich entlang eines Komplexitätsgradienten (komplex, mit vielen kleinen Feldern – einfach, mit wenigen großen Feldern) erhoben worden waren. Wir setzten dann die beobachteten Unterschiede zwischen den Verbreitungsmustern der Arten zu den ökologischen Merkmalen der Arten (hinsichtlich Ressourcennutzung und Ausbreitung) in Beziehung.Unsere Untersuchung zeigt, dass die Unkräuter auf der Landschaftsskala räumlich aggregiert waren. Ihre räumlichen Muster waren mit der Häufigkeit des Auftretens verbunden, überraschenderweise aber nicht direkt mit Art der Samenausbreitung und auch nicht mit dem Grad der Habitatspezialisierung. Wir zeigen, dass die Komplexität der Landschaft keinen direkten Effekt auf die räumlichen Muster der Unkräuter hatte, wohl aber durch die Interaktion mit ökologischen Eigenschaften der Arten. Unsere Ergebnisse weisen auf die Bedeutung dieser Interaktionen hin – auch bei intensiv bewirtschafteten Feldern. Diese Muster scheinen sowohl eine Konsequenz der räumlichen Anordnung von Landschaftselementen zu sein als auch das Ergebnis des Filterns von Pflanzenmerkmalen durch die Landschaft.