Research Paper

Environmental drivers of plant assemblages: are there differences between palustrine and lacustrine wetlands? A case study from the northern Apennines (Italy)

Facteurs environnementaux qui guident l'agrégation des plantes : existe-t-il des différences entre les zones de marais et de lacs ? Une étude de cas du nord des Apennins

¹ Department of Life Sciences, University of Siena, Via P.A. Mattioli 4, 53100 Siena, Italy
² Department of Biology, University of Florence, Via G. La Pira 4, I-50121 Florence, Italy
³ Department of Botany and Zoology, Masaryk University, Kotlářská 2, CZ-611 37 Brno, Czech Republic
⁴ Reparto Carabinieri Biodiversità Pratovecchio, Via Dante Alighieri 41, Pratovecchio-Stia (AR), Italy
⁵ Comando Regione Carabinieri Forestali “Toscana”, Ufficio CTO Firenze, Piazza Edison 11, Florence, Italy
⁶ Istituto di Istruzione Superiore “Camaiti”, Via San Lorenzo 18, 52036 Pieve Santo Stefano Arezzo, Italy
⁷ University Museum System, Natural History Museum of the University of Florence, Botany, Via G. La Pira 4, 50121 Florence, Italy

^* Corresponding author: gianmaria.bonari@gmail.com

Received: 15 May 2019
Accepted: 26 June 2019

Abstract

Mountain wetlands are among the most vulnerable habitats in the Mediterranean basin. Their conservation requires knowledge of plant species assemblages and their environmental drivers. In this study, we investigated what the main environmental factors driving species composition in mountain wetlands are. Differences in environmental control and floristic composition between palustrine and lacustrine wetlands were explored. We used a dataset of 168 vegetation plots (relevés), sampled at 45 mountain wetlands in the northern Apennines (central Italy). Direct ordination showed that water depth, geology type and altitude were the main factors responsible for species distribution. The most important gradient was linked to soil moisture, with hygrophilous species increasing with moisture levels. Indicator Species Analysis underlined a clear distinction in the distribution of aquatic plants between wetland subsystems. Geology and rainfall affected species assemblages in lacustrine and palustrine subsystems. Indirect ordination and Generalized Additive Models revealed that plant species and their attributes significantly changed in the wetland subsystems with an increase in hydrophytes with increasing rainfall in palustrine wetlands and a decrease in thermophilous species along an altitudinal gradient in lacustrine wetlands. Management and conservation guidelines for northern Apennines wetlands are suggested.

Résumé

Les zones humides de montagne font partie des habitats les plus vulnérables du bassin méditerranéen. Nos questions sont les suivantes : i) Quels sont les principaux facteurs environnementaux qui déterminent la composition des espèces dans les zones humides de montagne ? ii) Quelles sont les différences de contrôle environnemental entre les différents sous-systèmes de zones humides (palustres ou lacustres) ? Nous avons utilisé un ensemble de 168 relevés, échantillonnés dans 45 zones humides de montagne du nord des Apennins (centre de l'Italie). L'ordination directe montre que la profondeur de l'eau, le type de géologie et l'altitude sont les principaux facteurs responsables de la répartition des espèces. Le gradient le plus important est lié à l'humidité du sol, les espèces hygrophiles augmentent avec les niveaux d'humidité. L'analyse des espèces indicatrices montre une distinction claire dans la répartition des plantes aquatiques entre les zones humides. En revanche, les mêmes facteurs, la géologie et les précipitations, ont affecté les espèces dans les sous-systèmes lacustres et palustres. Les autres analyses statistiques ont révélé que les plantes et ses attributs changent dans les deux types de zones humides avec une augmentation des hydrophytes à l'augmentation des précipitations dans les zones palustres et une diminution des espèces thermophiles le long du gradient d'altitude dans celles lacustres. Des directives de gestion et de conservation pour les zones humides nord des Apennins sont fournies.