Environmental filtering and plant functional types on Mexican foredunes along the Gulf of Mexico

Abstract

AbstractEcological theory suggests that environmental filtering (the survival or elimination of species in the community in response to environmental constraints) is a key process in the species assemblages of communities. Environmental filters, such as sand movement and soil salinity in coastal dunes and beaches, may result in shared ecological tolerances and functional types, independently of phylogenetic and evolutionary history. In 19 beach—foredune sites located along the coast of the Gulf of Mexico we studied plant functional composition and diversity of vascular plants. Functional groups were determined with a classification analysis. Relative importance values and diversity indices of species and functional groups were compared with ANOVA tests. We distinguished 5 groups: a group of species tolerant to soil salinity and burial, most abundant on accreting beaches; a group of species tolerant only to burial, which were abundant on all coasts; and 3 groups that lacked specific responses to burial and soil salinity and were most abundant on stable and erosive coasts. Accreting foredunes showed the lowest species richness and functional diversity, because only a few species were tolerant to burial and soil salinity. In the foredune environment, sediment dynamics and geomorphological processes act as environmental filters that largely determine the floristic and functional composition of the community.RésuméLa théorie écologique suggère que le filtrage environnemental (la survie ou l'élimination d'espèces dans la communauté en réponse aux contraintes environnementales) soit un processus clé des assemblages d'espèces dans les communautés. Les filtres environnementaux comme le mouvement du sable et la salinité du sol dans les dunes côtières et les plages peuvent conduire à des tolérances écologiques et des types fonctionnels partagés, indépendamment de l'histoire phylogénétique et évolutive. Dans 19 sites d'avant-dunes—plages le long de la côte du golfe du Mexique, nous avons étudié la composition fonctionnelle des végétaux et la diversité de plantes vasculaires. Les groupes fonctionnels ont été déterminés par une analyse de classification. Les importances relatives et les indices de diversité d'espèces et de groupes fonctionnels ont été comparés avec des tests d'ANOVA. Nous avons distingué 5 groupes d'espèces: 1) tolérantes à la salinité du sol et à l'ensevelissement, plus abondantes sur les plages en accrétion; 2) uniquement tolérantes à l'ensevelissement, abondantes sur toutes les côtes; 3–5) n'ayant pas de réponses spécifiques à l'ensevelissement et à la salinité du sol, plus abondantes sur les côtes stables et celles en érosion. Les avant-dunes en accrétion présentaient les plus faibles richesse en espèces et diversité fonctionnelle puisque seulement quelques espèces étaient tolérantes à la salinité du sol et à l'ensevelissement. Dans les environnements d'avant-dunes, la dynamique sédimentaire et les processus géomorphologiques agissent comme des filtres environnementaux déterminant en grande partie la composition floristique et fonctionnelle de la communauté.Keywords: coastal duneenvironmental filtersfunctional diversityplant traitssedimentary dynamicsspecies diversityMots-clés: diversité d'espècesdiversité fonctionnelledune côtièredynamique sédimentairefiltres environnementauxtraits des plantes