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Defoliation Effects on Reproductive Biomass: Importance of Scale and Timing

Michael T. Anderson and Douglas A. Frank
Journal of Range Management
Vol. 56, No. 5 (Sep., 2003), pp. 501-516
DOI: 10.2307/4003843
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/4003843
Page Count: 16
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Defoliation Effects on Reproductive Biomass: Importance of Scale and Timing
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Abstract

Community-level (per unit area) and individual tiller reproductive biomass inside and outside of long-term exclosures on the northern winter range of Yellowstone National Park, USA were compared. Grazed areas had twice the number of reproductive tillers m-2 (186 compared to 88 tillers m-2), and greater total reproductive biomass m-2 than ungrazed plots (13 compared to 7 g m-2). In contrast, seed number $\text{tiller}^{-1}$ was greater for grasses in exclosures. Because of these offsetting responses, seed production $({\rm no}.\ {\rm m}^{-2})$ was unaffected by herbivores. On an area basis, grazed grasses allocated proportionally more biomass to reproduction (reproductive biomass/aboveground biomass) than ungrazed grasses. We propose that altered plant demography and morphology following defoliation explain how grazers might increase the allocation of biomass to reproduction in Yellowstone grasslands. To understand these results in light of ecological and agronomic studies, we reviewed literature from 118 sources that reported the effects of defoliation on the production of reproductive biomass. The review suggested that the results of herbivory or defoliation on plant reproductive biomass depended on the scale of measurement (community vs. plant). In addition, timing of grazing or defoliation emerged as a key factor that determined whether sexual reproduction was inhibited. Like the early season grazing that is typical of Yellowstone's northern winter range, studies often showed that early season defoliation stimulated production of community-level reproductive biomass. Our results rectify disagreements in the literature that ultimately derive from differences in either timing of defoliation or measurement scale. /// Se comparó la biomasa de tallos reproductivos a nivel individual y de comunidad (por unidad de área)dentro y fuera de exclusiones de largo plazo localizadas en un pastizal de invierno del norte del Parque Nacional Yellowstone, E.U.A. Las áreas apacentadas tuvieron el doble de hijuelos reproductivos m-2 (186 contra 88 hijuelos m-2) y una mayor biomasa reproductiva m-2 que las parcelas sin apacentar (13 versus $7\ {\rm g}^{-2}$). En contraste, el número de semillas por $\text{hijuelo}^{-1}$ fue mayor en los zacates dentro de la exclusión. Debido a estas respuestas compensatorias, la producción de semilla $({\rm n\acute{u}mero}\ {\rm m}^{-2})$ no fue afectada por los herbívoros. En términos de área, los zacates apacentados destinaron proporcionalmente más biomasa a la reproducción (biomasa reproductiva/biomasa aérea) que los zacates sin apacentar. Proponemos que la demografía y morfología vegetal alterada después del apacentamiento explica como los apacentadores pueden incrementar la asignación de biomasa a la reproducción en los pastizales del Yellowstone. Para entender estos resultados a la luz de estudios ecológicos y agronómicos revisamos literatura de 118 fuentes que reportaron los efectos de la defoliación en la producción de biomasas reproductiva. La revisión sugiere que los resultados de la herviboría o defoliación en la biomasa reproductiva de la planta depende de la escala de medición (comunidad vs. planta). Además, la época de apacentamiento o defoliación surgió como un factor clave que determinó si la reproducción sexual fue inhibida. Como el apacentamiento a inicios de la estación es típico en los pastizales invernales del norte de Yellowstone, los estudios a menudo mostraron que la defoliación temprana estimulo la producción de biomasa reproductiva a nivel de comunidad. Nuestros resultados rectifican desacuerdos de la literatura que finalmente se derivan de diferencias tanto en el tiempo de defoliación o en la escala de medida.

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