Functional diversity of species-rich managed grasslands in response to fertility, defoliation and temperature
Résumé
Es ist immer noch eine Herausforderung, die funktionale Zusammensetzung der Pflanzen in bewirtschafteten Grünländern vorherzusagen, die auf Stress reagieren (Nährstoffe, Temperatur).Wir zielen auf die Untersuchung von zwei Punkten ab: (i) Ist die Blatttrockenmasse (LDMC) von Arten der Poaceae (g) gewichtet nach ihrer Abundanz (LDMCgw) ein geeigneter Indikator für die Reaktion des Grünlandes auf Stress und Störung? Es wurde ein Vergleich für den Stress gezogen und die Störung wurde entweder durch Proxyvariablen, die abiotischen Bedingungen (Höhe) und Bewirtschaftung (Düngungspraxis und drei Formen der Grünlandnutzung) beschrieben, oder durch gemessene Indikatoren (Temperatur, N Verfügbarkeit und Vegetationshöhe zum Zeitpunkt der Mahd bzw. Beweidung) abgeschätzt. (ii) Steigt der Grad der Störung, der die funktionale Diversität maximiert, wenn die Produktivität zunimmt? UnterVerwendung derVerteilung der spezifischen LDMCg-Werte der analysierten Pflanzengemeinschaften als Maß für die funktionale Diversität (FD) untersuchten wir die Reaktion auf Gradienten von Stress und Störung. Für 136 Datensätze der Vegetation (Wiesen undWeiden) wurde der Stickstoff-Zeigerwert nach Ellenberg (N-EII) berechnet um die Nährstoffverfügbarkeit abzuschätzen, und die Vegetationshöhe gemessen. Wir zeigen, dass das LDMCgw signifikant negativ mit der Temperatur, der N-Düngergabe bzw. dem N-EII und der Vegetationshöhe korreliert (höher bei den Wiesen als bei den Weiden). Es gab nur dann eine parabolische Beziehung zwischen der FD und dem LDMCgw, wenn die Temperatur, der N-EII und die Form der Grünlandnutzung gemeinsam betrachtet wurden. Dies lässt den folgenden Rahmen für die Erklärung der Reaktion der FD auf Stress und Störung durch eine einzige Pflanzeneigenschaft vermuten: geringer Stress (hohe Temperaturen und Nährstoffe) und eine große Konkurrenz der Pflanzen um Licht, die sich durch das Mähen ergibt, fördert Pflanzen mit einer ausbeuterischen Strategie, großer Stress (geringe Temperaturen und Nährstoffe) und eine geringe Konkurrenz um Licht aufgrund der Beweidung fördert eine konservative Strategie und intermediärer Stress fördert die Koexistenz beider Pflanzenstrategien bei Mahd als auch Beweidung. Diese Rahmenbedingungen können genutzt werden, um Kombinationen von Bewirtschaftungs praktiken und Umweltfaktoren zu definieren, die erlauben, eine Anzahl von Bewirtschaftungszielen zu erreichen.
Predicting plant functional composition of managed grasslands in response to stress (nutrients and temperature) and disturbance (grazing and cutting) is still a challenge. We aim to examine two issues. (i) Is the leaf dry matter content (LDMC) of Poaceae species (g) weighted by their abundance (LDMCgw) an appropriate indicator of grassland response to stress and disturbance? Comparison was done for stress and disturbance was assessed through proxy variables describing abiotic conditions (altitude) and management (fertilization practices and three defoliation regimes) or through measured indicators (temperature, N availability and canopy height at the time of defoliation). (ii) Does the degree of disturbance that maximises functional diversity increase as productivity increases? Using the distribution of the specific LDMCg values in the analyzed plant communities as a measure of functional diversity (FD), we explore its response to the gradients of stress and disturbance. For 136 vegetation datasets (meadows and pastures) recorded, the N-Ellenberg indicator value (N-Ell) was calculated to assess nutrient availability, and canopy height was measured.We show that LDMCgw was significantly negatively correlated with temperature, N fertilizer rate or N-Ell and canopy height (greater for meadows than for pastures). There was a parabolic relationship between FD and LDMCgw only if the temperature, the N-Ell and the defoliation regimes are considered together. This suggests the following framework for explaining the response of FD to stress and disturbance by a single plant trait: low stress (high temperature and nutrients) and high plant competition for light resulting from cutting favour plants with an exploitative strategy; high stress (low temperature and nutrients) and low plant competition for light resulting from grazing favour plants with a conservative strategy; intermediate stress favours the coexistence of both plant strategies for cutting as well for grazing. This framework can be used to define combinations of management practices and environmental factors, allowing a variety of management objectives to be achieved.