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Publication Details

Reference Category Journals
DOI / URL link
Title (Primary) What happens to the sown species if a biodiversity experiment is not weeded?
Author Roscher, C.; Fergus, A.J.F.; Petermann, J.S.; Buchmann, N.; Schmid, B.; Schulze, E.-D.;
Journal Basic and Applied Ecology
Year 2013
Department BZF;
Volume 14
Issue 3
Language englisch;
POF III (all) T11;
Keywords Biodiversity; Community assembly; Functional trait composition; Jena Experiment; Productivity; Stability
UFZ wide themes RU1;
Abstract Studies in experimental grasslands have extensively documented the effects of sown plant diversity on the colonization of new species, but the responses of the sown plant combinations themselves have rarely been investigated. We established experimental grasslands differing in species richness (1, 2, 4, 8, and 16) and functional group number and composition (1–4; legumes, grasses, small herbs, tall herbs), and we studied the changes in the abundance of sown species (residents) in both weeded and non-weeded subplots over a period of five years after sowing. The accumulation of new species through spontaneous colonization in the non-weeded treatment did not affect the number of resident species, but had increasingly negative effects over time on the cover of resident species and their aboveground biomass production at community level. Temporal stability of resident populations was lower and year-to-year changes in resident species composition were larger in non-weeded than in weeded subplots. Compositional dissimilarity between weeded and non-weeded treatments increased through time. These negative effects of the colonization of new species on the abundances and stability of resident populations depended on resident species identity and not on additional variation between different functional groups. The colonization of new species did not change the number of resident species emerging from seeds, but reduced seedling densities of residents. Colonization did not affect the structure of resident communities as measured by species evenness, functional trait diversity and mean trait values suggesting that colonization can destabilize the species composition of residents in terms of abundance while leaving them unchanged in terms of functional characteristics. Generally, negative impacts of colonizing species on residents which accelerated through time decreased with an increasing number of sown species. Sowing more diverse grassland mixtures increases their predictability in terms of ecosystem characteristics, which is important for ecological restoration and sustainable agriculture.
Untersuchungen in experimentellen Grasländern haben weitgehend die Effekte der angesäten pflanzlichen Artendiversität auf die Einwanderung neuer Arten belegt, aber deren Auswirkungen auf die angesäten Artenkombinationen wurden bisher selten betrachtet. Wir haben die Veränderungen in der Abundanz der angesäten Arten in regelmäßig gejäteten bzw. nie gejäteten Teilflächen experimenteller Grasländer mit verschiedener Artenzahl (1, 2, 4, 8 und 16) und Zahl und Zusammensetzung funktioneller Gruppen (1 bis 4; Leguminosen, Gräser, kleine Kräuter, große Kräuter) über einen Zeitraum von 5 Jahren nach der Aussaat untersucht. Die zunehmende Anreicherung neuer Arten durch spontane Einwanderung in den nie gejäteten Teilflächen führte nicht zu einer Veränderung in der Zahl der etablierten angesäten Arten; sie hatte aber mit der Zeit zunehmend negative Effekte auf die Deckung der angesäten Arten und die oberirdische Biomasseproduktion der Bestände. Die zeitliche Stabilität der angesäten Populationen war geringer und die jährliche Veränderung in der Zusammensetzung der angesäten Arten war größer, wenn die Teilflächen nicht gejätet wurden, und die Unterschiede in der Artenzusammensetzung zwischen gejäteten und nie gejäteten Teilflächen nahmen im Untersuchungszeitraum zu. Diese negativen Effekte der einwandernden Arten auf die Abundanz und Stabilität der angesäten Arten variierte in Abhängigkeit von ihrer Artidentität; die Zugehörigkeit der angesäten Arten zu verschiedenen funktionellen Gruppen konnte diese Unterschiede aber nicht erklären. Die Einwanderung neuer Arten hatte keine Auswirkungen auf die Zahl keimender Arten, aber die Keimlingsdichte der ursprünglich angesäten Arten war in nie gejäteten Teilflächen geringer. Die Einwanderung neuer Arten hatte keinen Effekt auf die Evenness, funktionelle Diversität und funktionelle Zusammensetzung der angesäten Bestände. Damit wird gezeigt, dass die Einwanderung neuer Arten die Artenzusammensetzung der angesäten Arten destabilisiert, während sie geringe Auswirkungen auf ihre funktionelle Zusammensetzung hat. Die über die Zeit zunehmenden negativen Effekte auf die angesäten Artengemeinschaften waren geringer, wenn artenreichere Mischungen ausgesät wurden. Die Aussaat artenreicherer Mischungen von Graslandarten verbessert die Vorhersagbarkeit ihrer Ökosystemeigenschaften, die wichtig für eine ökologische Renaturierung und nachhaltige Landwirtschaft sind.
ID 13619
Persistent UFZ Identifier https://www.ufz.de/index.php?en=20939&ufzPublicationIdentifier=13619
Roscher, C., Fergus, A.J.F., Petermann, J.S., Buchmann, N., Schmid, B., Schulze, E.-D. (2013):
What happens to the sown species if a biodiversity experiment is not weeded?
Basic Appl. Ecol. 14 (3), 187 - 198