Large grazers suppress a foundational plant and reduce soil carbon concentration in eastern US saltmarshes

IF 5.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Ecology Pub Date : 2024-09-02 DOI:10.1111/1365-2745.14407

S. J. Sharp, K. E. Davidson, C. Angelini, H. S. Fischman, S. Pennings, M. S. Fowler, J. N. Griffin

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大型食草动物抑制了美国东部盐沼中的一种基础植物并降低了土壤碳浓度

大型食草动物改变了植被生态系统，并越来越多地被视为营养型野化计划中的关键物种。然而，由于食草动物对生态系统的影响取决于具体环境，因此一个重要的挑战是确定食草动物在哪些方面维持而不是破坏生态系统的重要特性及其恢复力。之前在欧洲各种盐沼中进行的研究发现，尽管植物和无脊椎动物群落结构发生了变化，但食草动物并没有抑制地下属性，包括土壤有机碳（SOC）。我们假设，与此相反，美国东部盐沼会对大型食草动物很敏感，因为大面积的盐沼都被一种草--交替花斯巴达娜（Spartina alterniflora）所统治。我们预测，食草动物会减少地上和地下斯巴丁草的生物量，抑制无脊椎动物的密度，改变土壤质地，并最终降低 SOC 浓度。我们在佐治亚州进行了为期 51 个月的大型食草动物（马）排除重复实验，并对美国东部海岸约 1000 公里的 14 个长期放牧点进行了观测，从而验证了我们的假设。牧草排斥很快导致了斯巴达草高度、覆盖度和开花量的增加，以及蜗牛密度的增加。植被结构的变化反映在土壤质地的改变（沙土减少，粘土增加）和根系生物量的增加上，但我们没有发现 SOC 的反应。排除大型食草动物也减少了干旱引起的植被死亡。我们还在美国东部沿海放牧了数百年的地方观察到植被的变化。与排斥实验不同的是，长期放牧与 SOC 的减少有关。结构方程模型显示，放牧导致茎高降低是土壤有机碳减少的主要原因。综述：这些结果说明了沿海湿地中大型放牧对生态系统特性影响的环境依赖性。与研究充分的欧洲沼泽不同，美国东部沼泽以单一的基础草种为主，其结构导致植被和土壤特性对放牧更为敏感。以单一基础物种为特征的沿海系统可能天生就容易受到大型食草动物的影响，并且在面对其他干扰时缺乏恢复能力，这强调了解释和预测大型食草动物影响的框架必须考虑到生态系统结构的地理差异。

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来源期刊

Journal of Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.