Effects of reindeer on boreal forest floor vegetation: Does grazing cause vegetation state transitions?

摘要

Intensive reindeer grazing has been hypothesized to drive vegetation shifts in the arctic tundra from a low-productive lichen dominated state to a more productive moss dominated state. Although the more productive state can potentially host more herbivores, it may still be less suitable as winter grazing grounds for reindeer, if lichens, the most preferred winter forage, are less abundant. Therefore, such a shift towards mosses may have severe consequences for reindeer husbandry if ground-growing lichens have difficulties to recover. We tested if reindeer cause this type of vegetation state shifts in boreal forest floor vegetation, by comparing plant species composition and major soil processes inside and outside of more than 40-year-old exclosures. Lichen biomass was more than twice as high inside exclosures than in grazed controls and almost 5 times higher than in heavily grazed patches. Contrary to our predictions, net N mineralization and plant production were higher in the exclosures than in the grazed controls. The lack of response of phytometer plants in a common garden bioassay indicated that changed soil moisture may drive effects of reindeer on plant productivity in these dry Pine forest ecosystems. Es gibt die Hypothese, dass die intensive Beweidung durch Rentiere in der arktischen Tundra zu einer Vegetationsverschiebung von einem wenig produktiven, flechtendominierten hin zu einem produktiveren, moosdominierten Zustand fuehrt. Auch wenn der produktivere Zustand das Potenzial besitzt, mehr Herbivore zu ernaehren, koennte er dennoch weniger als Winterweidegrund fuer die Rentiere geeignet sein, wenn die als Winterfutter bevorzugten Flechten weniger haeufig sind. Deshalb kann die Verschiebung hin zu den Moosen fuer die Bewirtschaftung der Rentiere ernste Konsequenzen haben, wenn die auf dem Boden wachsenden Flechten Schwierigkeiten haben sich zu erholen. Wir untersuchten, ob die Rentiere diese Verschiebung in den Vegetationszustaenden bei einer borealen Waldbodenvegetation verursachen, indem wir die Pflanzenartenzusammensetzung und die wichtigsten Bodenprozesse innerhalb und ausserhalb von mehr als 40-jaehrigen Ausschlussflaechen verglichen. Die Biomasse der Flechten war innerhalb der Ausschlussflaechen mehr als doppelt so gross wie in den beweideten Kontrollflaechen und fast fuenfmal so gross wie in den stark beweideten Bereichen. Im Gegensatz zu unseren Vorhersagen waren die Netto-N-Mineralisation und die Pflanzenproduktion in den Ausschlussflaechen groesser als in den beweideten Kontrollflaechen. Das Ausbleiben einer Reaktion von Phytometerpflanzen bei einem common-garden-Keimversucht wies darauf hin, dass eine veraenderte Bodenfeuchte die Auswirkungen der Rentiere auf die Pflanzenproduktion in diesen trockenen Kiefernwaldoekosystemen bestimmt.