Nutrient enrichment in calcareous fens: effects on plant species and community structure
Nutrient enrichment in calcareous fens: effects on plant species and community structure
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DOI:
10.1078/1439-1791-00096
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发表时间:
2002
影响因子:
3.8
通讯作者:
D. Pauli;M. Peintinger;B. Schmid
中科院分区:
文献类型:
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作者:
D. Pauli;M. Peintinger;B. Schmid
Summary Calcareous fen meadows of low productivity belong to the most species-rich plant communities in central Europe. However, the deterioration of habitat quality by nutrient enrichment might threaten their high species diversity. To assess the potential impact of increased nutrient supply, we performed a two-year field experiment at 18 wetland sites in north-eastern Switzerland. We simulated atmospheric nitrogen deposition by adding a nitrogen fertilizer (N) and the influx of a combination of nutrients by adding a nutrient mixture (NPK), containing phosphorus and potassium as well as nitrogen. We recorded responses of the plant community, of four taxonomic-functional groups, and of transplanted individuals of a habitat specialist, Succisa pratensis , and a generalist, Filipendula ulmaria . The addition of nitrogen increased aboveground community biomass by 32% and full fertilization with NPK increased it by 70% these effects were independent of the initial productivity at the sites. Neither total species richness nor the number of specialist species was significantly affected after two years of nutrient application. However, the number of generalist species increased after the addition of NPK. Changes in the abundance of the four taxonomic-functional groups and of single species suggested that species composition and richness would change over longer periods of eutrophication. S. pratensis produced less biomass, both above- and belowground, when fertilized; in the longer run, it will probably be edged out by competition. F. ulmaria , on the other hand, increased the ratio between shoot and root biomass, grew taller and could thus keep pace with neighbouring plants. These results demonstrate that both atmospheric nitrogen deposition and the influx of a mixture of nutrients can drastically change the characteristics of fen meadows. To maintain the typical species composition of these wetlands and their rare species, all influences resulting in eutrophication should be minimized. Kalkflachmoore mit geringer Produktivitat gehoren zu den artenreichsten Pflanzengesellschaften in Mitteleuropa. Eine Beeintrachtigung der Habitatqualitat durch Nahrstoffeintrag kann aber ihre Artenvielfalt gefahrden. Wir fuhrten einen zweijahrigen Feldversuch in 18 Mooren der Nordostschweiz durch, um potentielle Auswirkungen eines erhohten Nahrstoff-Angebots zu erfassen. Wir simulierten einerseits einen atmospharischen Stickstoffeintrag durch Zugabe eines Stickstoff-Dungers (N), andererseits den Eintrag von verschiedenen Nahrstoffen aus umliegendem Landwirtschaftsland durch Zugabe einer Nahrstoffmischung (NPK), die neben Stickstoff auch Phosphor und Kalium enthielt. Wir erfassten die Reaktionen der Pflanzengemeinschaft und von vier taxonomisch-funktionellen Gruppen. Zusatzlich pruften wir, wie transplantierte Individuen eines Habitatspezialisten, Succisa pratensis , und eines Generalisten, Filipendula ulmaria , bei den verschiedenen Nahrstoffbehandlungen wuchsen. Die Zugabe von Stickstoff erhohte die oberirdische Biomasse der Pflanzengemeinschaft um 32%, diejenige der Nahrstoffmischung gar um 70%. Die Zunahme der Biomasse war unabhangig von der ursprunglichen Produktivitat des Standorts. Weder die totale Artenzahl noch die Anzahl der Habitatspezialisten veranderten sich nach zwei Jahren der Nahrstoffzugabe signifikant, hingegen stieg die Zahl der Generalisten nach Dungung mit NPK. Veranderungen in der Haufigkeit der vier taxonomisch-funktionellen Gruppen sowie von einzelnen Arten lassen darauf schliessen, dass sich durch die Eutrophierung die Artenzusammensetzung und -zahl langfristig verandern wird. Succisa pratensis produzierte unter Dungereinfluss sowohl ober- wie unterirdisch weniger Biomasse, so dass die Art langfristig vermutlich verdrangt wird. Filipendula ulmaria andererseits vergrosserte das Verhaltnis von ober- zu unterirdischer Biomasse, wuchs hoher und konnte so mit den Nachbarpflanzen mithalten. Diese Resultate zeigen, dass sowohl der atmospharische Stickstoffeintrag allein wie auch der Eintrag von verschiedenen Nahrstoffen die Charakteristik von Kalkflachmooren drastisch verandern kann. Um die typische Artenzusammensetzung dieser Feuchtwiesen und ihre seltenen Arten zu erhalten, mussen Eutrophierungseinflusse so gering wie moglich gehalten werden.