Post-fire restoration of Mediterranean forests: Testing assembly rules mediated by facilitation

In view of the importance of facilitative interactions between plants, nurse-based planting has been proposed as a restoration technique for Mediterranean vegetation. However, facilitation efficiency is known to depend on the environmental context and the particular pair of interacting species. Understanding these context- and pair-specific dependences is fundamental to understanding Mediterranean vegetation dynamics and to improving the use of nurse-based plantation for restoration. We assessed the effectiveness of nurse-based plantation and the significance for post-fire restoration of some assembly rules mediated by facilitation. In two nearby areas of different burning ages, we compared seedling establishment of 13 tall shrubs and trees planted in open ground and under nurses. Nurses and planted seedlings were selected from different life-forms. Tests of the assembly rules were provided by the partitioning of the statistical interaction effect between nurse and planted seedling life-forms in a two-factor design. Nurse-based plantation increased seedling survival 2–9 times compared to plantation in open ground, depending on the year. The higher efficiency of nurse-based plantation was consistent for the two burned areas and occurred in many species even in years with contrasting rainfall. We detected pair-specific differences in the efficiency of facilitation. This pair-specificity was partly explained by the dependence between life-forms of nurse and guest species, suggesting the existence of assembly rules. Our results confirm that nurse-based plantation would be an appropriate post-fire restoration technique in Mediterranean mountains under dry-subhumid climate, but suggest that attention to the life-form assemblage rules is needed for an efficient implementation of such technique.

ZusammenfassungIn Hinsicht auf die Bedeutung der fördernden Interaktionen zwischen Pflanzen wurde die Pflanzung unter Ammenpflanzen als Renaturierungstechnik für mediterrane Vegetation vorgeschlagen. Die Förderungseffizienz ist jedoch bekanntlich vom Umweltkontext und besonders von den zwei interagierenden Arten abhängig. Ein Verständnis dieser kontext- und paarspezifischen Abhängigkeiten ist fundamental für das Verständnis der mediterranen Vegetationsdynamik und für die Verbesserung der Renaturierung durch Pflanzung unter Ammenpflanzen. Wir schätzten die Effektivität der Pflanzung unter Ammenpflanzen und die Bedeutung für die Wiederherstellung nach Bränden für verschiedene regelmäßige Zusammensetzungen ein, die durch Förderung beeinflusst sind.Wir verglichen in zwei benachbarten Gebieten mit unterschiedlichen Brandzeitpunkten die Etablierung der Keimlinge von 13 großen Sträuchern und Bäumen, die auf offenen Boden oder unter Ammenpflanzen gepflanzt wurden. Die Ammenpflanzen und die gepflanzten Keimlinge wurden aus verschiedenen Lebensformen ausgewählt. Die Tests zum Vergleich der Zusammensetzungsregeln wurden erstellt, indem die statistischen Interaktionseffekte zwischen den Lebensformen der Ammenpflanze und des gepflanzten Keimlings in einem zweifaktoriellen Ansatz aufgeteilt wurden. Die Pflanzung unter Ammenpflanzen erhöhte die Überlebensrate des Keimlings in Abhängigkeit vom Jahr um das 2 bis 9fache im Vergleich zu einer Pflanzung auf offenem Boden. Die höhere Effizienz der Pflanzung unter Ammenpflanzen ergab sich durchgehend in den beiden Brandgebieten und fand bei vielen Arten sogar in Jahren mit gegensätzlichen Niederschlägen statt. Wir entdeckten paarspezifische Unterschiede in der Effizienz der Förderung. Diese Paarspezifität wurde zum Teil durch die Abhängigkeit zwischen den Lebensformen der Ammenpflanze und der Gastart erklärt und lässt vermuten, dass gewisse Zusammensetzungsregeln existieren. Unsere Ergebnisse bestätigen, das die Pflanzung unter Ammenpflanzen nach Brandereignissen eine geeignete Wiederherstellungstechnik in mediterranen Bergen mit trocken-semihumiden Klimaten ist, lassen aber auch vermuten, dass Aufmerksamkeit in Hinsicht auf die Zusammensetzungsregeln in Bezug auf die Lebensformen notwendig ist, damit diese Technik effizient eingesetzt werden kann.