Ghost of land-use past in the context of current land cover: evidence from salamander communities in streams of Blue Ridge and Piedmont ecoregions

The Blue Ridge and Piedmont of the southeastern United States are rich in biodiversity and have undergone centuries of extensive deforestation and subsequent urbanization resulting in geomorphic landscape changes. To investigate the impacts of past and present land uses on stream salamander communities across both ecoregions, we surveyed streams associated with different land uses at the riparian zone and watershed. Using the USGS land-cover data set (2006) and aerial photographs (1940), we assessed the current and historical percent land cover (urban, agriculture, and forests) at local and landscape scales for each sampling site. Using percent land cover as predictors and diversity indices (species richness, Simpson's index, and relative abundance) as response variables, we developed a stepwise multiple regression model and a redundancy analysis. Both analyses indicated the negative impacts of historical land uses, particularly row-crop agriculture, on stream salamander diversity and community structure rendering streams unsuitable for all but the most tolerant species. Legacy effects were prominent in the Piedmont where protected areas with agricultural history were species-deprived (70% decline) compared with stream habitats that had sustained a continuous forest cover through time. Our findings suggested that landscape processes resulting in historical forest cover loss may persist over 50 years during forest recovery. Resume : Les regions du Blue Ridge et du Piedmont du sud-est des Etats-Unis ont une riche biodiversite et ont connu des siecles de deforestation extensive suivie d'une urbanisation qui ont entraine des modifications au paysage geomorphologique. Pour etudier les impacts des utilisations passees et actuelles des sols sur les communautes de salamandres de cours d'eau dans les deux ecoregions, nous avons examine des cours d'eau associes adifferentes utilisations des sols al'echelle de la zone riveraine et du bassin versant. A l'aide de l'ensemble de donnees sur la couverture du territoire du USGS (2006) et de photographies aeriennes (1940), nous avons evalue les pourcentages actuels et passes de couverture du territoire (urbaine, agricole et forestiere) al'echelle locale et du paysage pour chaque site d'echantillonnage. En utilisant les pourcentages de couverture du territoire comme variables predictives et des indices de diversite (richesse specifique, indice de Simpson et abondance relative) comme variables dependantes, nous avons mis au point un modele de regression multiple pas apas et procede aune analyse de redondance. Les deux analyses ont fait ressortir les impacts negatifs des utilisations historiques des sols, en particulier la culture en rangs, sur la diversite et la structure des communautes de salamandres de cours d'eau, qui rendent les cours d'eau impropres apresque toutes les especes al'exception des plus tolerantes. Des effets herites etaient importants dans le Piedmont, ou des zones protegees ayant des antecedents agricoles etaient appauvries en especes (baisse de 70 %) par rapport ades habitats lotiques qui avaient beneficie d'une couverture forestiere continue dans le temps. Nos resultats donnent apenser que des processus geomorphologiques decoulant de pertes de couverture forestiere par le passe pourraient persister pendant plus de 50 ans durant le retablissement de la foret. (Traduit par la Redaction) Mots-cles : utilisation passee des sols, amphibiens, caracteres herites de l'utilisation des sols, urbanisation, agriculture, ecosys- temes lotiques.