Ephedra shrubs facilitate local arthropod communities in the Andean Puna: Implications for conservation and habitat restoration

Abstract

In high-altitude deserts, the vegetation is spatially structured as a mosaic of patches with vegetation and interpatches of bare soil. Shrub patches create microhabitats that facilitate the persistence of other organisms by ameliorating climate extremes and increasing soil nutrients and moisture. Although this facilitative effect has been studied mainly on shrub understorey plants, the positive influence of desert shrubs may extend to the local arthropod community. In this study, we examined the hypothesis that plant facilitation by the desert shrub species Ephedra multiflora and E. breana positively influences the epigeal arthropod communities of the Andean Puna. We found that arthropod abundance, richness and diversity were all higher on Ephedra shrub microsites relative to paired open microsites. The harsh environmental conditions prevailing in the Puna ecosystems and the protection and resources provided by plants could jointly explain the positive influence of Ephedra shrubs over the arthropod community. The growth of tourism and the boom for lithium, as well as the increasing drought expected for the region under climate change scenarios, strengthens the importance of conserving shrub cover in these ecosystems to sustain biodiversity and ecosystem functioning. Our results are also relevant for restoration projects that consider the whole biological community, where using Ephedra as foundation shrubs to support desert endemics could be a strategy for land restoration.

En los desiertos de altura, la vegetación se estructura espacialmente como un mosaico de parches de vegetación e interparches de suelo desnudo. Los parches con vegetación arbustiva crean microhábitats que facilitan la persistencia de otros organismos al suavizar las condiciones climáticas extremas y aumentar los nutrientes y la humedad del suelo. Aunque el efecto facilitador se estudió sobre todo en plantas que crecen bajo los arbustos, la influencia positiva podría extenderse a las comunidades locales de artrópodos. En este trabajo planteamos como hipótesis que la facilitación por las especies arbustivas Ephedra multiflora y E. breana tiene una influencia positiva sobre las comunidades de artrópodos epigeos de la Puna andina. Encontramos que la abundancia, la riqueza y la diversidad de artrópodos fue mayor en los micrositios con arbustos de Ephedra que en los micrositios pareados abiertos. Las duras condiciones ambientales de los ecosistemas de la Puna y la protección y los recursos que proporcionan las plantas pueden explicar la influencia positiva de los arbustos de Ephedra sobre la comunidad de artrópodos. El crecimiento del turismo y el auge del litio, así como el aumento de condiciones de sequía previsto para la región bajo escenarios de cambio climático, refuerzan la importancia de conservar la cubierta arbustiva en estos ecosistemas para mantener su biodiversidad y su funcionamiento. Nuestros resultados también son relevantes para proyectos de restauración que consideren al conjunto de las comunidades biológicas, en los que usar Ephedra como arbustos fundacionales podría ser una estrategia de restauración.