Liana distribution in response to urbanization in temperate forests

Abstract

Urbanization results in ecosystem fragmentation, habitat loss, and altered environmental conditions that usually favour pioneer and ruderal species. The objective of this study was to evaluate the impact of urban conditions on liana abundance in temperate forests. Fieldwork was conducted in 50 forests of the metropolitan Montréal area (Quebec, Canada) and focused on the 6 most common lianas of the study area, Celastrus scandens, Menispermum canadense, Parthenocissus quinquefolia, Solanum dulcamara, Toxicodendron radicans, and Vitis riparia. Potential drivers of liana distribution at the landscape scale (e.g., surrounding land use, urban heat island) were quantified based on satellite images and land use maps. At the forest scale, we investigated biotic and abiotic variables in 429 sampling plots. We found that at the landscape scale, lianas benefited from urbanization, mainly through warm microclimates created by urban heat islands (UHI) as lianas are not well adapted to cold climates. At the forest scale, lianas were more abundant in disturbed forests and in edge habitats than in less disturbed forest and core habitats. Their fast growth rate enables them to quickly take advantage of high light availability on disturbed sites. Our results suggest that urbanization and ongoing climate changes will lead to an increase in liana abundance in temperate forests.

Résumé

L'urbanisation provoque la fragmentation des écosystèmes et la perte d'habitats et altère les conditions environnementales ce qui en général favorise les espèces pionnières et rudérales. L'objectif de cette étude était d'évaluer l'impact des conditions urbaines sur l'abondance de lianes en forêt tempérée. Les travaux de terrain ont été effectués dans 50 forêts de la région métropolitaine de Montréal (Québec, Canada) et ont porté sur les 6 lianes les plus communes dans l'aire d'étude: Celastrus scandens, Menispermum canadense, Parthenocissus quinquefolia, Solanum dulcamara, Toxicodendron radicans et Vitis riparia. Les facteurs potentiellement déterminants pour la distribution des lianes à l'échelle du paysage (par exemple, l'utilisation du territoire environnant, les îlots de chaleur urbains) ont été évalués quantitativement à partir d'images satellites et de cartes d'utilisation du territoire. À l'échelle de la forêt, nous avons examiné les variables biotiques et abiotiques dans 429 parcelles d'échantillonnage. Nous avons constaté qu'à l'échelle du paysage, les lianes profitent de l'urbanisation, principalement en raison du microclimat chaud créé par les îlots de chaleur urbains puisque les lianes ne sont pas bien adaptées aux climats froids. À l'échelle de la forêt, les lianes étaient plus abondantes dans les forêts perturbées et dans les habitats de bordure que dans les forêts moins perturbées et les habitats intérieurs. Leur taux élevé de croissance des lianes leur permet de profiter rapidement de la grande disponibilité de lumière dans les sites perturbés. Nos résultats suggèrent que l'urbanisation et les changements climatiques en cours vont mener à une augmentation de l'abondance des lianes dans les forêts tempérées.

Keywords:

• climbing plants
• edge effect
• human disturbances
• temperate forests
• urban heat islands
• woody vines

Mots-clés:

• effet de bordure
• forêts tempérées
• îlots de chaleur urbains
• perturbations humaines
• plantes grimpantes
• vignes ligneuses