Climate severity and land-cover transformation determine plant community attributes in Colombian dry forests

Tropical dry forests (TDF) are known to be resource-limited due to a marked seasonality in precipitation. However, TDF are also shaped by factors such as solar radiation, wind speed, soil fertility, and land-cover transformation. Together, these factors may determine different gradients of environmental harshness that are likely to drive changes in plant community attributes. Here, we evaluated the effects of environmental harshness on plant community diversity and structure of Colombian TDF, based on floristic and environmental data from 15 1-ha permanent plots. We also analyzed these effects on legumes species only (including both deciduous and non-deciduous species), deciduous species only (including both legumes and non-legumes species), and on the whole community excluding either legumes or deciduous separately. Drier conditions and higher land-cover transformation had the strongest negative effects on species diversity, basal area (BA), and canopy height. Soil fertility, on the contrary, did not have a significant effect on any of the evaluated response variables. Interestingly, legumes maintained their diversity and BA along the climatic gradient, while deciduous species were negatively affected by drier conditions and by an increase in secondary vegetation at the landscape level. Our results suggest that although TDF are limited by water availability, land-cover transformation strongly increases environmental harshness. Yet, both legumes and deciduous species were differentially impacted by climatic and land transformation variables. Thus, to better understand TDF plant community attributes, it is necessary to consider these gradients and to disentangle their effects on different plant functional groups. Abstract in Spanish is available with online material.

Se sabe que los bosques secos tropicales (BST) tienen recursos limitados debido a una marcada estacionalidad en la precipitación. Sin embargo, los BST también están también influenciados por factores como la radiación solar, la velocidad del viento, la fertilidad del suelo y la transformación antrópica del paisaje. Juntos, estos factores pueden determinar diferentes gradientes de "dureza ambiental" que  impulsen cambios en los atributos de la comunidad de plantas. Aquí, evaluamos los efectos de esta dureza ambiental en la diversidad y la estructura de BST colombianos, en base a datos florísticos y ambientales de 15 parcelas permanentes de 1 ha. También analizamos estos efectos en diferentes grupos funcionales: Especies de leguminosas (incluidas las especies caducifolias y no caducifolias), solo  especies caducifolias (incluidas las especies de leguminosas y no leguminosas), y en toda la comunidad excluyendo las leguminosas o excluyendo las caducifolias, por separado. Encontramos que las condiciones más secas y la transformación del paisaje tuvieron los efectos negativos más fuertes sobre la diversidad de especies, el área basal (BA) y la altura del dosel. La fertilidad del suelo, por el contrario, no tuvo un efecto significativo en ninguna de las variables de respuesta evaluadas. Curiosamente, las leguminosas mantuvieron su diversidad y área basal a lo largo del gradiente climático, mientras que las especies de hoja caduca se vieron negativamente afectadas por condiciones más secas y por un aumento de la vegetación secundaria a nivel del paisaje. Nuestros resultados sugieren que aunque el BST está limitado por la disponibilidad de agua, la transformación del paisaje aumenta fuertemente la dureza ambiental. Sin embargo, tanto las leguminosas como las especies de hoja caduca se vieron afectadas de manera diferencial por las variables climáticas y de transformación de uso del suelo. Por lo tanto, para comprender mejor los atributos de la comunidad de plantas BST, es necesario tener en cuenta estos gradientes y separar sus efectos por grupos funcionales de plantas.