Liana Distribution in Response to Urbanization in Temperate Forests

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 Montreal 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. Keywords: climbing plants, edge effect, human disturbances, temperate forests, urban heat islands, woody vines. Resume : L'urbanisation provoque la fragmentation des ecosystemes et la perte d'habitats et altere les conditions environnementales ce qui en general favorise les especes pionnieres et ruderales. L'objectif de cette etude etait d'evaluer l'impact des conditions urbaines sur l'abondance de lianes en foret temperee. Les travaux de terrain ont ete effectues dans 50 forets de la region metropolitaine de Montreal (Quebec, Canada) et ont porte sur les 6 lianes les plus communes dans l'aire d'etude : Celastrus scandens, Menispermum canadense, Parthenocissus quinquefolia, Solanum dulcamara, Toxicodendron radicans et Vitis riparia. Les facteurs potentiellement determinants pour la distribution des lianes a l'echelle du paysage (par exemple, l'utilisation du territoire environnant, les ilots de chaleur urbains) ont ete evalues quantitativement a partir d'images satellites et de cartes d'utilisation du territoire. A l'echelle de la foret, nous avons examine les variables biotiques et abiotiques dans 429 parcelles d'echantillonnage. Nous avons constate qu'a l'echelle du paysage, les lianes profitent de l'urbanisation, principalement en raison du microclimat chaud cree par les ilots de chaleur urbains puisque les lianes ne sont pas bien adaptees aux climats froids. A l'echelle de la foret, les lianes etaient plus abondantes dans les forets perturbees et dans les habitats de bordure que dans les forets moins perturbees et les habitats interieurs. Leur taux eleve de croissance des lianes leur permet de profiter rapidement de la grande disponibilite de lumiere dans les sites perturbes. Nos resultats suggerent que l'urbanisation et les changements climatiques en cours vont mener a une augmentation de l'abondance des lianes dans les forets temperees. Mots-cles : effet de bordure, forets temperees, ilots de chaleur urbains, perturbations humaines, plantes grimpantes, vignes ligneuses. Nomenclature: Brouillet et al., 2010.