Access

You are not currently logged in.

Access your personal account or get JSTOR access through your library or other institution:

login

Log in to your personal account or through your institution.

If you need an accessible version of this item please contact JSTOR User Support

Carbon/Nutrient Balance of Boreal Plants in Relation to Vertebrate Herbivory

John P. Bryant, F. Stuart Chapin, III and David R. Klein
Oikos
Vol. 40, No. 3, Herbivore-Plant Interactions at Northern Latitudes. Proceedings of a Symposium Held 14-18 September, 1981, at Kevo, Finland (May, 1983), pp. 357-368
Published by: Wiley on behalf of Nordic Society Oikos
DOI: 10.2307/3544308
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/3544308
Page Count: 12
  • Read Online (Free)
  • Subscribe ($19.50)
  • Cite this Item
If you need an accessible version of this item please contact JSTOR User Support
Carbon/Nutrient Balance of Boreal Plants in Relation to Vertebrate Herbivory
Preview not available

Abstract

The evolutionary response of plants to herbivory is constrained by the availability of resources in the environment. Woody plants adapted to low-resource environments have intrinsically slow growth rates that limit their capacity to grow rapidly beyond the reach of most browsing mammals. Their low capacity to acquire resources limits their potential for compensatory growth which would otherwise enable them to replace tissue destroyed by browsing. Plants adapted to low-resource environments have responded to browsing by evolving strong constitutive defenses with relatively low ontogenetic plasticity. Because nutrients are often more limiting than light in boreal forests, slowly growing boreal forest trees utilize carbon-based rather than nitrogen-based defenses. More rapidly growing shade-intolerant trees that are adapted to growth in high-resource environments are selected for competitive ability and can grow rapidly beyond the range of most browsing mammals. Moreover, these plants have the carbon and nutrient reserves necessary to replace tissue lost to browsing through compensatory growth. However, because browsing of juvenile plants reduces vertical growth and thus competitive ability, these plants are selected for resistance to browsing during the juvenile growth phase. Consequently, early successional boreal forest trees have responded to browsing by evolving strong defenses during juvenility only. Because severe pruning causes woody plants to revert to a juvenile form, resistance of woody plants to hares increases after severe hare browsing as occurs during hare population outbreaks. This increase in browsing resistance may play a significant role in boreal forest plant-hare interactions. Unlike woody plants, graminoids retain large reserves of carbon and nutrients below ground in both low-resource and high-resource environments and can respond to severe grazing through compensatory growth. These fundamental differences between the response of woody plants and graminoids to vertebrate herbivory suggest that the dynamics of browsing systems and grazing systems are qualitatively different. /// Эволюционная реакция растений на выедание фитофагами органичивается дос-тупностью ресурсов в природной среде. Древесые растения, адаптированные к местообитаниям с низкнм количеством ресурсов, имеют эндогенные низкие темпы роста, что лимитирует их способность к быстрому росту после повреж-дения мпекопитающими, обьедающими побеги. Их низкая способность к утили-зации ресурсов ограничивает их потенцию к компенсаторному росту, возме-щающему ткани, поврежденные при обьедании побегов. Растения, адаптирован-ные к местообитаниям с низким запасом ресурсов, реагируют на повреждения развитием сильных конструктивных защитных механизмов с относительно низ-кой онтогенетической пластичностью. Так как элементы питания часто более ограничены, чем освещение в бореальных лесах, медленно растущие деревья бореальных лесов используют защитные механизмы, основанные чаще на угле-родных, нежели азотных соединениях. У быстрее растущих деревьев, чувстви-тельных к затенеию, которые адаптированы к росту в более обеспеченных ре-сурсами местообитаниях, отбор был направлен на конкурентоспособность, они могут быстро расти после повреждений большинства млекопитакщих, обьедаю-щих побеги. Голее того, эти растения имеют резервы углерда и азота, не-обходимые для замещения обьеденных тканей в процессе компесаторного роста. Однако, так как обьедание молодых растений снижает их вертикальный рост и таким образом конкурентоспособность у этих растений отбор направлен на устойчивость к обьеданию в течение ювенильной фазы роста. Следовательно, деревья бореальных лесов ранний сукцессионной реагируют на обьеда-ние рзвитием сильных защитных механизмов лишь в незрелом состоянии. Так как сильное обьедание возращает древесные растения к ювенильной форме, у-стойчивость древесных растений к повреждениям зайцев поьшается после сильного обьедания зайцами, как это наблюдалось в периоды вспышек числен-ности их популяций. Это повышение устойчивости к обьеданию может играть существенную роль в отношениях растение-заяц, в бореальных лесах. В отли-чие от древесных растений, злаковые сохраняют резервы углерода и других элементов в подземных частях в местообитаниях с низкой и высокой обеспе-ченностью ресурсами и могут реагировать на сильный выпас компенсаторным ростом. Эти функциональные различия между реакцией древесных растений и злаков на выедание млекопитаюшими показывает, что динамика систем обгла-дывания и пастьбы качественно различны.

Page Thumbnails

  • Thumbnail: Page 
357
    357
  • Thumbnail: Page 
358
    358
  • Thumbnail: Page 
359
    359
  • Thumbnail: Page 
360
    360
  • Thumbnail: Page 
361
    361
  • Thumbnail: Page 
362
    362
  • Thumbnail: Page 
363
    363
  • Thumbnail: Page 
364
    364
  • Thumbnail: Page 
365
    365
  • Thumbnail: Page 
366
    366
  • Thumbnail: Page 
367
    367
  • Thumbnail: Page 
368
    368