Mechanisms of plant response to gradients and after disturbances

Plant responses to gradients and after disturbances are important because they help define key ecosystem functions, such as productivity and decomposition. In this article I review studies that have tended to examine these influences on plants separately, presenting an incomplete view of vegetation dynamics. I then present a conceptual model of interaction between gradients and disturbance focusing on the mechanisms of plant-plant replacement, which largely determine species composition, abundance, and dispersion and are often mediated by changes in resource availability. The model consists of mechanisms that are either interactive and dependent on the presence of the replacing species or noninteractive and driven by the relationship between changing resource conditions in patches and the life histories / ecotolerances of species. The model explores variation in mechanism strength among different disturbances defined primarily by severity (e.g., amount of biomass lost), among gradients that differ in temperature and precipitation, and among species of fundamentally differing life histories. The main assumption is that plants mainly respond to the most limited resource in a given gradient × disturbance situation, as dictated by the relative severity of the disturbance versus the relative severity of the gradient. Finally, I sketch a general theory of plant responses containing the testable hypotheses from the model and also including axioms, assumptions, and deductions arising from these components.

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Resumen  Las condiciones pos disturbios son importantes porque ayudan a definir las claves del funcionamiento de un ecosistema tales como la productividad y la descomposición. En este artículo repaso estudios anteriores, que han tendido a estudiar la influencia de factures en las planta de manera separada, presentando una visión incompleta de la dinámica de la vegetación. En este estudio presento un modelo conceptual de las interaciones entre los gradientes naturales y los disturbios enfocado en los mecanismos de reemplazo planta-planta, los cuales influyen grandemente la composición, abundacia, y disperción de especies en un bosque y usualmente están mediados por cambios en la disponibilidad de recursos. El modelo consiste de mecanismos que interaccionan y dependen de la presencia de reemplazamiento de especies o no interaccionan y están dirigidos por la interrelatión entre cambios en la disponibilidad de recursos en parches y la historia de vida / ecotolerancia de las especies. El modelo explora variaciones en la fuerza del mecanismo entre diferentes disturbios definidos por la severidad (e.g., perdida de biomas), entre gradientes que se diferencia en temperature y presipitación, y entre especies con distintos historias de vida. El planteamiento principal es que las plantas responden mayormente al recurso más limitado en determinado gradiente multiplicado por la situación de disturbio correspondiente, según lo dicta la severidad relativa del disturbio contra la severidad relativa del gradiente. Finalmente, formulo una teoría general de la respuesta de las plantas que contiene la hipótesis comprobable del modelo e incluye axiomas, asunciones, y deducciones que surjen de los componentes.