Assessing contributions of deterministic versus stochastic processes to local species assembly: A field experiment with annual plant‐dominated communities in gypsum systems.
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| Title: | Assessing contributions of deterministic versus stochastic processes to local species assembly: A field experiment with annual plant‐dominated communities in gypsum systems. |
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| Authors: | Ortiz, Laura1,2 (AUTHOR), Luzuriaga, Arantzazu L.1,2 (AUTHOR), Götzenberger, Lars3,4 (AUTHOR), Ferrandis, Pablo5,6 (AUTHOR) pablo.ferrandis@uclm.es |
| Source: | Journal of Ecology. Mar2026, Vol. 114 Issue 3, p1-17. 17p. |
| Subjects: | Deterministic processes, Stochastic processes, Biotic communities, Ecosystems, Annuals (Plants), Coexistence of species |
| Abstract (English): | The long‐standing debate around the processes involved in species assembly has generated a conceptual gradient from deterministic to stochastic postulates. Environment selects traits to determine the species that ultimately participate in realised assemblages. However, neutral ecological processes (e.g. random seed dispersal, demographic stochasticity) can also lead to species co‐occurrence in the community. Despite the current consensus that both filtering and unpredictable events drive the organisation of communities, little information is available regarding the actual contribution of each.We experimentally analysed the contributions of both functional filtering and stochasticity (i.e. lack of trait selection) to assembly processes at a fine spatial scale in a dryland gypsum annual plant‐dominated community by evaluating the effects of seed availability (natural soil seed banks vs. seed‐free soil) and main biotic filters (biocrusts vs. perennial tussocks) on realised assemblages. Species richness, cover, diversity and functional properties were measured based on major plant traits defining fundamental life strategies in assemblages during four consecutive years.Biotic scenarios decisively affected community features. Biocrusts substantially promoted richness and productivity, whereas perennial tussocks restrained assemblage complexity in their vicinity. However, other than some weak filtering effects on maximum plant height and leaf dry matter content, the experimental treatments did not clearly select for either functional or compositional patterns in the community during four consecutive annual assembly events, which matched an unusual spring rainy period.Synthesis. Stochastic processes linked to active secondary, horizontal seed movements may play a prominent role in driving local species assembly at a fine spatial scale. Dryland gypsum soil systems have been described as harsh environments that impose strong deterministic filtering effects during plant assembly. However, even in restrictive, environmentally unpredictable habitats, the weightings of deterministic versus stochastic processes can shift, making stochasticity an eventual force of species coexistence contributing to the maintenance of diversity in the regional pool. Importantly, our results suggest that environmental filters would operate not only through a spatial but also through an intensity hierarchy, in which the intensity of the local biotic filtering depends on that of the regional abiotic one. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (Spanish): | Resumen: El debate en torno a los procesos que intervienen en el ensamblaje de especies ha generado un gradiente conceptual, definido por los postulados determinista y estocástico. El ambiente selecciona los rasgos, determinando las especies que finalmente participarán en los ensambles. Sin embargo, los procesos ecológicos neutros también pueden promover la coexistencia de especies en la comunidad. A pesar del consenso actual de que tanto el filtrado como los eventos impredecibles intervienen en la organización de las comunidades, la información sobre la contribución real de cada uno de ellos es escasa.En este trabajo, analizamos experimentalmente las contribuciones del filtrado funcional y de la estocasticidad (esto es, la falta de selección de rasgos) en los procesos de ensamblaje a pequeña escala espacial, en una comunidad gipsícola dominada por plantas anuales, evaluando los efectos de la disponibilidad de semillas (bancos de semillas naturales del suelo frente a suelo sin semillas) y los principales filtros bióticos (biocostras frente a macollas herbáceas perennes) en los ensambles. Se midieron la riqueza de especies, la cobertura y la diversidad en los ensambles durante cuatro años consecutivos, así como las propiedades funcionales basadas en los principales rasgos de las plantas que definen las estrategias vitales.Los escenarios bióticos afectaron de manera decisiva a las características de la comunidad. Las biocostras promovieron sustancialmente la riqueza y la productividad, mientras que las macollas perennes restringieron la complejidad de los ensambles en su entorno. Sin embargo, aparte de algunos efectos débiles de filtrado sobre la altura máxima de las plantas y el contenido de materia seca de las hojas, los tratamientos experimentales no seleccionaron claramente patrones funcionales o composicionales en la comunidad durante cuatro eventos de ensamblaje anual consecutivos, que coincidieron con un período inusual de lluvias primaverales.Síntesis. Los procesos estocásticos vinculados a los movimientos secundarios y horizontales de las semillas pueden desempeñar un papel destacado en el ensamblaje local de las especies a pequeña escala espacial en muchos sistemas semiáridos. Los sistemas secos yesíferos se han descrito como entornos adversos que imponen fuertes efectos de filtrado determinista durante el ensamblaje de plantas. Sin embargo, incluso en hábitats restrictivos y ambientalmente impredecibles, el peso de los procesos deterministas frente a los estocásticos puede variar, lo que hace de la estocasticidad en sí misma una fuerza eventual de coexistencia de especies, que contribuye al mantenimiento de la diversidad en el conjunto regional. Nuestros resultados sugieren, además, que los filtros ambientales pueden operar no solo a través de una jerarquía espacial, sino también una jerarquía de intensidad, en la que el filtrado biótico local se endurecerá o relajará en función de la intensidad del filtrado abiótico regional. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
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