University of Oulu

Variation in grazing tolerance and restoration of meadow plant communities

Saved in:
Author: Hellström, Kalle
Organizations: University of Oulu, Faculty of Science, Department of Biology
Format: eBook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.3 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9514274938
Language: English
Published: 2004
Publish Date: 2004-11-09
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic Dissertation to be presented with the assent of the Faculty of Science, University of Oulu, for public discussion in Kuusamonsali (Auditorium YB210), Linnanmaa, on November 19th, 2004, at 12 noon.
Reviewer: Professor Lonnie W. Aarssen
Docent Kari Lehtilä
Description:

Abstract

The area of traditionally managed semi-natural meadows is declining throughout Europe. Knowledge of how to restore their species richness is urgently needed. Community manipulations by means of grazing and mowing and, on the other hand, knowledge of species-level responses as well as the responses of functional plant groups to management may help in planning appropriate restoration tools.

The restoration of species richness was studied in two community-level experiments: in a sheep grazing experiment and in a mowing experiment. Three species-level studies were conducted to test the compensatory capacity of monocarpic, herbaceous plants (Gentianella amarella, Erysimum strictum, Euphrasia stricta) to simulated herbivory (10–50% of stem being cut). The perennial Linaria vulgaris was used to study whether there is any benefit of clonal integration in the tolerance of simulated herbivory. This topic was studied in a growth experiment and a 13C tracer study.

In both grazing and mowing experiments, small herbs gained more space, while the dominant tall herbs subsided. The species number increased by 30% on the grazed plots, but mowing did not affect species richness, probably indicating seed limitation. At sites of this kind, seed addition could be used to promote restoration. Functional plant groups appeared to be useful in predicting the effects of grazing on plant communities. Early season grazing and mowing seem to be proper management tools in overgrown/degraded meadows. In species-level studies, all the species had relatively good compensatory capacity to repair small damage. Overcompensation was observed in response to apical damage, especially when the growing conditions were favourable, supporting the compensatory continuum hypothesis. The studied monocarpic plant species may share a common unbranched growth form where incidental apical damage leads to activation of uninitialized meristems and slight overcompensation. These responses may represent consequences of adaptation to above-ground competition, rather than adaptation to predictable herbivory. In Linaria, damaged ramets were not supported, but the neighbouring ramets seemed to compete with each other for root resources. While growing in disturbed habitats, it is more profitable for this species to invest in new ramets.

The present studies showed that, while the appearance and structure of a traditional grassland rich in small-growing herbs can be restored in five years, it is more difficult to increase species diversity by mere mowing or grazing. Knowledge of the tolerance of individual species for herbivory could provide useful information for planning management practices. More studies on the effects of different management tools on different meadow types are urgently needed for the maintenance of the diversity of these valuable environments.


Tiivistelmä

Perinteisellä tavalla hoidettujen luonnonniittyjen pinta-ala vähenee kaikkialla Euroopassa. Tarvitsemme enemmän tietoa siitä, miten näiden elinympäristöjen lajiston monimuotoisuus voitaisiin turvata. Tietämys laidunnuksen ja niiton vaikutuksesta kasviyhteisöihin ja toisaalta yksittäisiin kasvilajeihin tai toiminnallisiin kasviryhmiin voi auttaa tehokkaiden hoito- ja ennallistamistapojen löytämisessä.

Tässä työssä tutkittiin niittyjen lajirikkauden palauttamista kahdessa yhteisötason kokeessa: lammaslaidunkokeessa ja kokeessa, jossa eri niittotapojen vaikutuksia selvitettiin. Kolmessa lajitason kokeessa testattiin monokarppisten ruohokasvien (rantaukonnauris, horkkakatkero, ketosilmäruoho) kompensaatiokykyä simuloituun herbivoriaan (10–50 % varresta poistettiin). Monivuotista kannusruohoa käytettiin tutkittaessa onko klonaalisesta integraatiosta hyötyä herbivorian siedossa. Tätä selvitettiin kasvukokeella ja hiili-13-merkkiainekokeella.

Sekä laidun- että niittokokeessa matalat ruohokasvit saivat kasvutilaa korkeiden ruohojen valta-aseman vähentyessä. Laidunnus lisäsi lajimäärää 30 % koealaa kohti, mutta niitto ei vaikuttanut lajirikkauteen. Molemmissa kokeissa kasviyhteisö oli luultavasti siemenrajoitteinen. Tällaisissa kohteissa siementen lisäystä voitaisiin käyttää ennallistamiskeinona. Toiminnalliset kasviryhmät olivat käyttökelpoisia ennustettaessa laidunnuksen vaikutuksia kasviyhteisöön. Aikaisin kasvukaudella tapahtuva niitto/laidunnus näyttää sopivalta hoitokeinolta umpeenkasvaneilla niityillä. Lajitason kokeissa kaikki tutkitut kasvilajit kykenivät melko hyvin kompensoimaan vähäisiä vaurioita. Ylikompensaatiota havaittiin vasteena kärkivaurioihin erityisesti, kun kasvuolot olivat edulliset. Tämä tuki ns. kompensaatiojatkumohypoteesiä. Tutkituilla lajeilla voi olla yhtenäinen haaraton kasvumuoto, jossa ajoittaiset kärkivauriot johtavat lepotilassa olevien silmujen aktivoitumiseen ja lievään ylikompensaatioon. Nämä vasteet voivat olla seurausta sopeutumisesta valokilpailuun pikemmin kuin sopeutumisesta ennustettavissa olevaan herbivoriaan. Kannusruoholla vaurioituneita versoja ei autettu, vaan kloonin sisällä versot näyttävät kilpailevan keskenään juuriresursseista. Koska laji kasvaa häirityillä paikoilla, sille näyttää olevan edullisempaa investoida uusiin versoihin.

Tämä työ osoitti, että vaikka perinteisen matalakasvuisen lajirikkaan niityn ulkonäkö ja rakenne voidaan palauttaa viidessä vuodessa, on vaikeampaa lisätä lajirikkautta pelkän niiton tai laidunnuksen avulla. Tietämys yksittäisten kasvilajien vasteista biomassan menetykseen voi auttaa sopivien hoitotapojen suunnittelussa. Lisää kokeita eri hoitotapojen vaikutuksista ja eri niittytyypeillä tarvitaan pikaisesti näiden arvokkaiden elinympäristöjen monimuotoisuuden ylläpitämiseksi.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. A, Scientiae rerum naturalium
ISSN-E: 1796-220X
ISBN: 951-42-7493-8
ISBN Print: 951-42-7492-X
Issue: 423
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.