Habitat fragmentation decouples fire-stimulated flowering from plant reproductive fitness
Habitat fragmentation decouples fire-stimulated flowering from plant reproductive fitness
复制标题
生境破碎化使火刺激开花与植物繁殖适应性脱钩
DOI：
10.1073/pnas.2306967120
复制
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Wagenius, Stuart
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Beck, Jared;Waananen, Amy;Wagenius, Stuart
在历史上依赖火的生态系统中，许多植物物种表现出火刺激的开花。虽然火灾后更大的生殖努力预计会导致生殖结果增加，但种子生产往往取决于授粉，未来配偶的空间分布以及生殖活动的时间。因此，火刺激开花可能有有限的健身效益在小，孤立的人口，交配机会受到限制，授粉率低。我们进行了为期6年的研究，在明尼苏达州（美国）的35个残留草原的6,357个紫锥菊（菊科）个体，以实验评估火灾对繁殖的多个组成部分的影响如何随种群大小而变化。火增加了种群的年度繁殖努力，使开花植物的比例增加了一倍，每株植物的花头数量增加了65%。与此相反，火的繁殖结果的影响大，小种群之间的差异，反映了密度依赖的影响，火的时空交配潜力和授粉。在少于20个个体的种群中，火灾并没有持续增加授粉或年度种子产量。超过这个阈值，火增加交配潜力，导致24%的种子集和71%的年度种子产量增加。我们的研究结果表明，密度依赖的影响火授粉在很大程度上决定了植物的繁殖结果，并可能影响整个火灾依赖系统的人口动态。如果不考虑火对种子生产的密度依赖性影响，可能会导致我们高估火对植物种群的有益影响，以及火维持植物多样性的能力，特别是在破碎的栖息地。
Many plant species in historically fire-dependent ecosystems exhibit fire-stimulated flowering. While greater reproductive effort after fire is expected to result in increased reproductive outcomes, seed production often depends on pollination, the spatial distribution of prospective mates, and the timing of their reproductive activity. Fire-stimulated flowering may thus have limited fitness benefits in small, isolated populations where mating opportunities are restricted and pollination rates are low. We conducted a 6-y study of 6,357Echinacea angustifolia(Asteraceae) individuals across 35 remnant prairies in Minnesota (USA) to experimentally evaluate how fire effects on multiple components of reproduction vary with population size in a common species. Fire increased annual reproductive effort across populations, doubling the proportion of plants in flower and increasing the number of flower heads 65% per plant. In contrast, fire’s influence on reproductive outcomes differed between large and small populations, reflecting the density-dependent effects of fire on spatiotemporal mating potential and pollination. In populations with fewer than 20 individuals, fire did not consistently increase pollination or annual seed production. Above this threshold, fire increased mating potential, leading to a 24% increase in seed set and a 71% increase in annual seed production. Our findings suggest that density-dependent effects of fire on pollination largely determine plant reproductive outcomes and could influence population dynamics across fire-dependent systems. Failure to account for the density-dependent effects of fire on seed production may lead us to overestimate the beneficial effects of fire on plant demography and the capacity of fire to maintain plant diversity, especially in fragmented habitats.
登录
查看更多内容
火灾使分布广泛但数量减少的草原物种同步开花并促进繁殖
DOI：
--
发表时间：
2020
影响因子：
11.1
作者：
S. Wagenius;Jared J. Beck;Gretel Kiefer
通讯作者：
Gretel Kiefer
火灾通过多种生命率减缓了长寿草原植物的种群数量下降
影响因子：
2.7
作者：
Nordstrom, Scott W.;Dykstra, Amy B.;Wagenius, Stuart
通讯作者：
Wagenius, Stuart
破碎的紫锥菊种群繁殖失败的规模依赖性。
影响因子：
4.8
作者：
S. Wagenius
通讯作者：
S. Wagenius
作者的栖息地丧失速度和模式：南非的植被生物群落
DOI：
--
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
作者：
A. Skowno;Debbie Jewitt;J. Slingsby
通讯作者：
J. Slingsby
恢复物种多样性：评估美国本土植物产业的能力
DOI：
--
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
作者：
Abigail White;J. Fant;Kayri Havens;M. Skinner;A. Kramer
通讯作者：
A. Kramer