Mapping the ecological resilience of Atlantic postglacial heathlands

J Appl Ecol. 2022 Nov;59(11):2825-2838. doi: 10.1111/1365-2664.14278. Epub 2022 Sep 22.

Abstract

Anthropogenic heathlands are semi-natural ecosystems with a unique cultural and biodiversity value, considered worthy of preservation across most of the world. Their rate of loss, however, is alarming. Currently, we know little about the heathlands' actual span of resilience affordances and their association with abiotic and anthropogenic factors, including how much additional intervention they need to persist. Consequently, we are missing out on vital knowledge for conservation, management and the historical persistence of heathlands.This paper develops a method to assess the ecological resilience affordances of Atlantic postglacial heaths in the absence of human management. We use 12 existing cases of heathland succession to establish a four-step resilience grade for each site, which we regress onto a series of explaining factors and use it in predicting heath resilience across postglacial Atlantic Northern Europe.We find that temperature, humidity, elevation and sandiness have a positive correlation with high heathland resilience. Our predictive mapping shows an uneven distribution of ecological heath resilience across Atlantic Northern Europe within an area of 1,000 × 1,200 km of 5 × 5 km resolution.Historic heathland distributions far exceed areas that afford high heath resilience, suggesting that heath distribution and persistence depend on both abiotic and anthropogenic factors. Policy implications: The map predicting the ecological resilience of Atlantic postglacial heaths can be used by managers working towards heath preservation and restoration to prioritize conservation efforts and to plan management practices across Atlantic Northern Europe. Together with the predictive model, it provides an important initial screening tool to assess heathland resilience in the absence of management as well as the impact of atmospheric nitrogen. The results are equally relevant for scholars who are interested in humans' role in increasing and decreasing ecosystem resilience. Our predictive method can be applied in other regions across the world by adding regionally specific variables.

Menneskeskabte hedelandskaber er delvist stabile økosystemer med en unik kulturel værdi og biodiversitet, og de betragtes som bevaringsværdige i det meste af verden. Der er imidlertid kun meget få heder tilbage i Nordeuropa. Samtidigt findes der kun forbløffende lidt systematisk indsamlet information omkring hvor ustabile de tilbageværende heder er samt deres forbindelse til abiotiske og menneskeskabte faktorer, herunder hvor stort behovet er for yderligere intervention for at de kan overleve i fremtiden. Dermed fattes helt grundlæggende viden for bedre at kunne bevare og forvalte hederne samt i forståelsen af deres dybe forhistorie.I denne artikel præsenteres en ny metode til at vurdere den økologiske resiliens af atlantiske indlandsheder i fraværet af menneskelig forvaltning. Studiet tager udgangspunkt i 12 eksisterende studier af hede‐succession, der danner udgangspunkt for en fire‐punkts resiliens‐klassifikation for hver plads. Klassifikationen anvendes i en ordinal regression af en række forklarende til at forudsige hedernes økologiske resiliens.Modellen viser, at temperatur, luftfugtighed, højde og grad af sandethed har en positiv sammenhæng med høj resiliens. Prædiktion viser også, at der er en ujævn fordeling af økologisk resiliens af heder i Nordeuropa inden for et kortområde på 1000x1200 km med en opløsning på 5x5 km.I historisk tid overstiger udbredelsen af hederne langt de områder, som vi formoder har høj resiliens. Det tyder på, at hedens historiske udbredelse og overlevelse afhænger af både abiotiske og menneskeskabte faktorer.Vores prædiktion vil kunne anvendes i arbejdet med fredning og genopretning af heder, til at prioritere genoprettelsesprojekter og i planlægningen af forvaltningspraksisser på tværs af Nordeuropa. Sammen med den prædiktive model giver kortet økologer et vigtigt indledende screeningsværktøj til at kunne vurdere heders resiliens i fravær af forvaltning samt til at undersøge, hvordan hederne påvirkes af atmosfærisk kvælstof. Resultaterne er desuden relevante for studier af menneskets historiske rolle i henholdsvis at fremme og svække økosystemresiliens. Ved at tilføje regionalt specifikke variabler vil vores prædiktionsmetode kunne udvides til andre dele af verden.

Keywords: Atlantic Northern Europe; Calluna vulgaris; conservation; heathland; historical management practices; resilience affordances; succession; tree encroachment.

Associated data

  • Dryad/10.5061/dryad.7m0cfxpxr