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Tallgrass Prairie Plant Community Dynamics Along a Canopy Cover Gradient of Eastern Redcedar (Juniperus virginiana L.)

Ryan F. Limb, David M. Engle, Aaron L. Alford and Eric C. Hellgren
Rangeland Ecology & Management
Vol. 63, No. 6 (NOVEMBER 2010), pp. 638-644
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/40961073
Page Count: 7
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Tallgrass Prairie Plant Community Dynamics Along a Canopy Cover Gradient of Eastern Redcedar (Juniperus virginiana L.)
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Abstract

North American grasslands make up less than 75% of their historic pre-European settlement area, and they continue to be converted to woodlands by woody plant encroachment. Conversion of grassland to woodland alters nutrient cycling, water use, and light penetration, which drives herbaceous plant community dynamics. Because studies examining this relationship among Juniperus species are limited largely to individual trees, we designed a study to examine the relationship between stand-level canopy cover of eastern redcedar (Juniperus virginiana L.) and the herbaceous plant community. We documented herbaceous plant species composition, abundance, and biomass within a North American tallgrass prairie invaded by eastern redcedar in which canopy cover of eastern redcedar ranged from 0% to 80%. Herbaceous species richness declined as a function of increased canopy cover of eastern redcedar and subsequent loss of open space, but this decrease in species richness closely followed a species-area model. Moreover, composition of C₃ and C₄ grasses and forbs did not change with increasing canopy cover. Herbaceous biomass, which declined with increasing canopy cover, varied most within those plots with intermediate canopy cover. While we found that species richness and biomass declined as canopy cover increased, the decline followed a species-area relationship and was without abrupt change typical of ecological thresholds. We recommend additional research with removal of eastern redcedar trees over a range of canopy cover to assess restoration potential along the encroachment gradient. Las praderas de América del Norte comprenden menos del 75% de su área histórica previa a la ocupación europea, y continúa su conversión a vegetación de monte debido a la expansión de plantas leñosas. La conversión de praderas a montes altera el ciclado de nutrientes, el uso del agua, y la penetración de luz, que determinan la dinámica de las comunidades herbáceas. Dado que los estudios que examinan esta relación entre especies de Juniperus están limitados mayormente a árboles individuales, diseñamos un ensayo para estudiar la relación entre cobertura de canopeo a nivel del monte de Juniperus virginiana L. y la comunidad herbácea. Documentamos la composición floristica del estrato herbáceo, abundancia y biomasa en una pradera de pastos altos de América del Norte invadida por J. virginiana en la que la cobertura de dosel de J. virginiana fue de 0% al 80%. La riqueza de especies herbáceas declinó en función de un incremento en la cobertura de dosel de J. virginiana y la pérdida subsecuente de espacio abierto, pero esta reducción en riqueza de especies mostró un alto grado de aproximación a un modelo de área-número de especies. Además, la composición de pastos C₃ y C₄ y de hierbas no varió ante incrementos de la cobertura de dosel. La biomasa herbácea, que declinó a medida que aumentó la cobertura de dosel, mostró la mayor variación en las parcelas con cobertura de dosel intermedias. Si bien encontramos que la riqueza de especies y la biomasa declinaron a medida que aumentó la cobertura de dosel, la reducción se aproximó a una relación de área-número de especies y no mostró cambios abruptos característicos de los umbrales ecológicos. Recomendamos investigación adicional con la remoción de J. virginiana a lo largo de un rango de cobertura de dosel para evaluar el potencial de restauración a lo largo de un gradiente de invasión de esta especie.

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