Global change stressors alter resources and shift plant interactions from facilitation to competition over time.

تُغيّر مجهدات التغير العالمي المواردَ، وتُحوّل التفاعلات النباتية من التيسير إلى التنافس بمرور الوقت.

Clicks: 408
ID: 62314
2019
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #10 of 64 articles by views in Ecology

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Global change stressors such as drought and plant invasion can affect ecosystem structure and function via mediation of resource availability and plant competition outcomes. Yet, it remains uncertain how native plants respond to drought stress that co-occurs with potentially novel resource conditions created by a nonnative invader. Further, there is likely to be temporal variation in competition outcomes between native and nonnative plant species depending on which resources are most limiting at a given time. Interacting stressors coupled with temporal variation make it difficult to predict how global change will impact native plant communities. To address this knowledge gap, we conducted a 5-yr factorial field experiment to quantify how simulated drought, plant invasion (by cogongrass, Imperata cylindrica), and these stressors combined, affected resource availability (soil moisture and light) and competition dynamics between the invader and native longleaf pine (Pinus palustris), a foundation species in southeast U.S. forests. Drought and invasion mediated the survival and performance of pine seedlings in temporally dynamic and unexpected ways. Drought and invasion alone each significantly reduced pine seedling survival. However, when the stressors occurred together, the invader offset drought stress for pine seedlings by maintaining high levels of soil moisture, humidity, and shade compared to uninvaded vegetation. This facilitative effect was pronounced for 2 yr, yet shifted to strong competitive exclusion as the invasion progressed and the limiting resource switched from soil moisture to light. After 3 yr, pine tree survival was low except for pines growing with uninvaded vegetation under ambient precipitation conditions. After 5 yr, pines experiencing a single stressor were taller and had greater height to diameter ratios than pines under no stress or both stressors. This outcome revealed a filtering effect where poorly performing trees were culled under stressful conditions, especially when pines were growing with the invader. Together, these results demonstrate that although drought and invasion suppressed a foundation tree species, the invader temporarily moderated stressful drought conditions, and at least some trees were able to survive despite increasingly strong competition. Such unpredictable effects of interacting global change stressors on native plant species highlight the need for additional long-term studies.
يمكن لضغوط التغير العالمي، مثل الجفاف والغزو النباتي، أن تؤثر في بنية النظام البيئي ووظيفته من خلال تعديل توافر الموارد ونتائج التنافس النباتي. ومع ذلك، لا يزال من غير المؤكد كيفية استجابة النباتات الأصيلة لإجهاد الجفاف الذي يتزامن مع ظروف موارد يُحتمل أن تكون مستحدثة أوجدها نوع غازٍ دخيل. علاوة على ذلك، من المرجح وجود تباين زمني في نتائج التنافس بين الأنواع النباتية الأصيلة وغير الأصيلة، تبعًا للموارد الأكثر تقييدًا في وقت معين. إن تفاعل هذه الضغوط مقترنًا بالتباين الزمني يجعل من الصعب التنبؤ بكيفية تأثير التغير العالمي في المجتمعات النباتية الأصيلة. ولسد هذه الفجوة المعرفية، أجرينا تجربة حقلية عامليّة استمرت خمس سنوات للتقدير الكمي لكيفية تأثير كل من الجفاف المحاكى، والغزو النباتي (بواسطة حلفا إمبراتا، *Imperata cylindrica*)، وهذين الضغطين مجتمعين، في توافر الموارد (رطوبة التربة والضوء) وديناميكيات التنافس بين النوع الغازي وصنوبر الأوراق الطويلة الأصيل (*Pinus palustris*)، وهو نوع تأسيسي في غابات جنوب شرق الولايات المتحدة. أثر الجفاف والغزو في بقاء شتلات الصنوبر وأدائها بطرق ديناميكية زمنيًا وغير متوقعة؛ إذ أدى كل من الجفاف والغزو بمفردهما إلى خفض معدل بقاء شتلات الصنوبر انخفاضًا ملحوظًا. ومع ذلك، عند تزامن هذين الضغطين معًا، خفف النوع الغازي من وطأة إجهاد الجفاف الواقع على شتلات الصنوبر عن طريق الحفاظ على مستويات مرتفعة من رطوبة التربة، والرطوبة الجوية، والظل مقارنة بالغطاء النباتي غير المغزو. وكان هذا التأثير التيسيري جليًا لمدة عامين، إلا أنه تحول إلى إقصاء تنافسي قوي مع تقدم الغزو وتحول المورد المقيّد من رطوبة التربة إلى الضوء. وبعد ثلاث سنوات، كان معدل بقاء أشجار الصنوبر منخفضًا، باستثناء تلك النامية ضمن غطاء نباتي غير مغزو في ظل ظروف الهطول الطبيعية. وبعد خمس سنوات، كانت أشجار الصنوبر المعرضة لضغط منفرد أطول قامة وتمتلك نسب ارتفاع إلى قطر أكبر من تلك التي لم تتعرض لأي ضغط أو التي تعرضت لكلا الضغطين. وكشفت هذه النتيجة عن تأثير تصفية استُبعدت بموجبه الأشجار ذات الأداء الضعيف تحت وطأة الظروف المجهدة، لا سيما عندما نمت أشجار الصنوبر مع النوع الغازي. توضح هذه النتائج مجتمعة أنه على الرغم من كبح الجفاف والغزو لنوع شجري تأسيسي، إلا أن النوع الغازي خفف مؤقتًا من وطأة ظروف الجفاف المجهدة، وتمكنت بعض الأشجار على الأقل من البقاء رغم اشتداد التنافس. وتؤكد مثل هذه التأثيرات غير المتوقعة لتفاعل ضغوط التغير العالمي على الأنواع النباتية الأصيلة الحاجةَ إلى إجراء دراسات إضافية طويلة الأمد.
Reference Key
alba2019globalecology Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Alba, Christina;Fahey, Catherine;Flory, S Luke;
Journal Ecology
Year 2019
DOI
10.1002/ecy.2859
URL
Keywords
climate change biological invasion imperata cylindrica pinus palustris cogongrass interacting stressors longleaf pine rainout shelter

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.