Does the strength of facilitation by nurse shrubs depend on grazing resistance of tree saplings?

Abstract

Facilitation of tree regeneration by nurse shrubs that offer protection against large herbivores is an important driver of wood-pasture dynamics. Here we asked whether the response to facilitation by nurse shrubs depends on the grazing resistance of the protégé saplings. We experimentally tested the protective effects of the thorny Rosa rubiginosa on browsing frequency, survival, and biomass change of saplings of two species-groups, presumably differing in grazing resistance: the coniferous Abies alba and Picea abies and the deciduous Acer pseudoplatanus and Fagus sylvatica saplings. The saplings were planted under and outside (1.5 m) planted nurse shrubs, under zero, low and high grazing intensity. In total, 1920 young saplings were transplanted to 60 blocks and followed for 1 year. Although the number of saplings browsed did not differ between species-groups, the coniferous saplings showed lower resistance to cattle browsing (i.e. lower survival and growth rates) than the deciduous saplings. The less resistant coniferous saplings benefited significantly more from nurse shrubs than the more resistant deciduous species in terms of growth of the surviving saplings, but not in terms of overall survival. This was likely due to herbivory on the nurse shrubs causing incidental browsing on protégé saplings and differences in biomass off-take. At high grazing intensity facilitative effects of the nurse shrubs decreased, especially for the coniferous species. These results have important management implications for the endangered wood-pastures in Western Europe. For a sustainable management and conservation that allows tree recruitment, grazing intensity should remain low to best promote facilitation processes for all tree species, but in particular for the less resistant conifer saplings. Die Förderung der Baumregeneration durch Ammengebüsche, die einen Schutz gegen große Herbivoren bieten, ist eine wichtige treibende Kraft für die Dynamik von Waldweiden. An dieser Stelle fragten wir uns, ob die Reaktion auf die Förderung durch Ammengebüsch von der Beweidungsresistenz der geschützten Schösslinge abhängt. Wir untersuchten den schützenden Effekt der dornigen Rosa rubiginosa auf die Beweidungsfrequenz, die Überlebensrate und die Veränderungen in der Biomasse für Schösslinge aus zwei Artengruppen experimentell, von denen wir annehmen, dass sie sich in der Beweidungsresistenz unterscheiden: die Nadelbäume Abies alba und Picea abies und die Laubbäume Acer pseudoplatanus und Fagus sylvatica . Die Schösslinge wurden unter die und außerhalb (1,5 m) der gepflanzten Ammengebüsche bei fehlender Beweidung, geringer und hoher Beweidungsintensität gepflanzt. Insgesamt wurden 1920 junge Schösslinge in 60 Blöcken verpflanzt und über ein Jahr beobachtet. Obwohl sich die Anzahl der beweideten Schösslinge nicht zwischen den Artengruppen unterschied, zeigten die Nadelbaumschösslinge eine geringere Resistenz gegenüber der Rinderbeweidung (d. h. geringere Überlebens- und Wachstumsraten) als die Laubbaumschösslinge. Die weniger resistenten Nadelbaumschösslinge profitierten signifikant mehr von den Ammengebüschen als die resistenteren Laubbaumschösslinge in Bezug auf das Wachstum der überlebenden Schösslinge, aber nicht in Bezug auf die Überlebensrate. Dies war wahrscheinlich auf die Beweidung der Ammengebüsche zurückzuführen, bei der zufällig die geschützten Schösslinge mit beweidet wurden, und auf die unterschiedliche Wegnahme von Biomasse. Bei hohen Beweidungsintensitäten nahmen die fördernden Effekte der Ammengebüsche insbesondere für die Nadelbäume ab. Diese Ergebnisse haben wichtige Schlussfolgerungen für die gefährdeten Waldweiden in Westeuropa. Für ein nachhaltiges Management und einen Schutz, der ein Nachwachsen der Bäume ermöglicht, sollte die Beweidungsintensität niedrig bleiben, um den besten Förderungsprozess zu für alle Baumarten zu erlauben, insbesondere für die weniger resistenten Nadelbaumschösslinge.