Danielle Begley-Miller1; Duane R. Diefenbach1; Marc E. McDill2; Patrick J. Drohan2; Autumn E. Sabo3; Justin Zweck2; Christopher S. Rosenberry4; Bret D. Wallingford4; Emily J. Domoto5
1Pennsylvania Cooperative Fish and Wildlife Research Unit, Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA
2Department of Ecosystem Science and Management, Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA
3Biology Program, Penn State Beaver, Monaca, PA 15061
4Pennsylvania Game Commission, Harrisburg, PA 17110, USA
5Pennsylvania Department of Conservation and Natural Resources, Bureau of Forestry, Harrisburg, PA 17105, USA
Corresponding author: Danielle Begley-Miller, dfb5098@psu.edu
摘要: 在北美东部,印第安黄瓜根(Medeola virginiana)是一种广泛分布的多年生林下草本,由于其对鹿类排除具有可预测的响应(如植株高度、数量增加),常被用作白尾鹿(Odocoileus virginiana)取食的生态指示物种。然而,该物种在高锰(Mn)含量土壤中的出现概率较低,这可能在特定土壤条件下限制其作为指示物种的有效性。我们通过连续7年(2014–2021年)的实验,研究了印第安黄瓜根的总株数与开花数量对鹿类排除、移除竞争植被及施用白云质石灰改良土壤的响应。研究结果表明,处理前,土壤有效Mn浓度是解释初始总株数与开花数量的最佳因子;处理后,围栏隔离对总株数增长的解释度最高,而开花数量主要受土壤有效Mn浓度和pH值影响。初始土壤Mn浓度决定了石灰施用的效果——在土壤Mn浓度中高水平(> 6 cmolc kg⁻¹)的样方中,随着pH值升高开花数量增加;而在初始土壤Mn浓度较低(<6 cmolc kg⁻¹)的样方中,开花数量反而下降。我们推测石灰改变土壤化学性质影响了植物胁迫状态,但这种胁迫的缓解或加剧取决于初始土壤Mn浓度。虽然食草作用在本研究区域是植物数量的重要驱动因素,但作为植物种群动态关键环节的开花响应,主要受土壤Mn含量调控。由于土壤化学条件介导了该植物对鹿类隔离的开花响应,印第安黄瓜根草作为生态指示物种的适用性可能存在局限。