Revisiting plant hydrological niches: The importance of atmospheric resources for ground‐rooted plants. (15th June 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Matos, Ilaíne Silveira; Binks, Oliver; Eller, Cleiton B.; Zorger, Bianca B.; Meir, Patrick; Dawson, Todd E.; Rosado, Bruno H. P.
• Is Part Of: Journal of ecology. Volume 110:Number 8(2022)
• Page Start: 1746
• Page End: 1756
• Publication Date: 2022-06-15
• Subjects: climate change -- drought -- fog‐drip -- foliar water uptake -- hydraulic redistribution -- leaf‐wetting -- niche partitioning -- occult precipitation; Plant ecology -- Periodicals; 577.05
• DOI: 10.1111/1365-2745.13933
• Languages: English
• ISSNs: 0022-0477

Abstract

Abstract: Occult precipitation events (fog, dew and light rain) can alter plant water and nutritional status, both directly through the aerial uptake of surface water and nutrients, and indirectly via redistribution of atmospheric resources to the soil. However, current frameworks that explain niche segregation, species interactions and coexistence still consider that ground‐rooted plants obtain resources almost exclusively via root absorption from soil. Here, we expand the plant hydrological niches model to incorporate both soil and atmospheric resource‐axes, thus providing a more complete picture of how ground‐rooted terrestrial plants obtain, remobilise, share and compete for water and soluble nutrients. First, we describe how plants with different water acquisition strategies access directly or indirectly atmospheric resources. Then, we discuss how the use of such resources may promote spatiotemporal niche segregation, contributing to shape species distribution and abundance within plant communities. We illustrate this argument with examples from arid, mesic and wet vegetation types. Finally, we examine how climate and land‐use changes may influence plant hydrological niches, potentially altering community structure. Synthesis . Understanding how available atmospheric resources influences niche segregation in plant communities is a crucial step towards better predictions of species responses (e.g. changes in distribution, abundance and interactions) to climate change. Abstract : Current niche segregation frameworks (two‐layer model) consider that ground‐rooted plants obtain resources almost exclusively via root‐absorption from soil, thus neglecting the importance of occult precipitation events (dew, fog and drizzle). We present an expanded model (three‐layer model) of plant hydrological niches that incorporates the atmospheric resource‐axis and provides a more complete picture of how plants obtain, remobilise and share water and nutrients. Resumo: Eventos de precipitação oculta (neblina, orvalho, garoa) podem alterar o balanço hídrico e nutricional das plantas, tanto diretamente através da absorção aérea de água e nutrientes, quanto indiretamente através da redistribuição de recursos atmosféricos para o solo. Contudo, esquemas teóricos vigentes que explicam a segregação de nicho, as interações e a coexistência de espécies ainda consideram que as plantas não‐epifíticas obtêm recursos somente através da absorção radicular no solo. Aqui nós propomos uma versão expandida dos nichos hidrológicos das plantas, que incorpora tanto o solo como a atmosfera como eixos de recursos, e assim proporciona uma visão mais completa de como as plantas não‐epifíticas terrestres obtém, remobilizam, compartilham, e competem por água e nutrientes solúveis. Primeiro, nós descrevemos as diferentes estratégias que as plantas usam para, direta ou indiretamente, acessar água e nutrientes de origem atmosférica. Segundo, nós argumentamos que o uso de recursos atmosféricos pelas plantas pode promover segregação de nicho (tanto espacial como temporal), e assim contribuir na distribuição e abundância das espécies nas comunidades vegetais. Nós ilustramos esses argumentos com exemplos em comunidades vegetais áridas, mésicas, e úmidas. Finalmente, nós examinamos como as mudanças climáticas e as perturbações antrópicas podem influenciar o nicho hidrológico das plantas, potencialmente alterando a estrutura das comunidades vegetais. Síntese : Entender como o uso de recursos atmosféricos pelas plantas influencia a segregação de nichos é um passo crucial para melhor predizermos a respostas das espécies (e.g., mudanças na distribuição, abundância e interações) às mudanças climáticas.