Effects of plant diversity on invasion of weed species in experimental pasture communities

Studies have shown that weed invasion into grasslands may be suppressed if the resident plant community is sufficiently diverse. The objective of this study was to determine whether increased forage plant diversity in grazed pasture communities might be associated with reduced weed abundance both in the aboveground vegetation and soil seed bank. Data were collected from a pasture experiment established in 1994 in Missouri, USA. The experiment consisted of 15 m×15 m plots sown with Festuca arundinacea Schreb. or Bromus inermis Leysser as a base species in mixtures of 1, 2, 3, 6, or 8 forage species. The plots were grazed by cattle during each growing season from 1998 to 2002. Aboveground plant species composition in each plot was measured using a point step method. Soil cores were collected in 1999 and 2002, and the species composition of germinable weed seeds in plots were evaluated by identifying seedlings as they germinated over an 8-week period. Species diversity was measured using several indices: species richness (S), Shannon–Wiener diversity index (H^′), and forage species evenness (J). Aboveground weed abundance in plots was unrelated to forage species richness (S), but weed abundance declined as the evenness (J) of resident forage species increased in mixtures. The species composition of mixtures may have affected weed abundance. Weeds both in the soil seed bank and aboveground vegetation were less abundant in mixtures that contained F. arundinacea compared with mixtures that contained B. inermis. Although variables like forage plant productivity may also suppress weed abundance in pastures, our results suggest that maintaining an evenly distributed mixture of forage species may help suppress weeds as well.

Zusammenfassung

Untersuchungen haben gezeigt, dass die Unkrautinvasion in Grünländer unterdrückt sein kann, wenn die ansässige Pflanzengemeinschaft ausreichend divers ist. Die Zielsetzung dieser Untersuchung war es zu bestimmen, ob eine erhöhte Futterpflanzendiversität in beweideten Grünlandgemeinschaften mit einer verringerten Unkrautabundanz sowohl bei der oberirdischen Vegetation als auch in der Bodensamenbank verbunden sein kann. Die Daten wurden in einem Weidelandexperiment gesammelt, das 1994 in Missouri, USA, etabliert wurde. Das Experiment bestand aus 15 m×15 m Probeflächen, die mit Festuca arundinacea Schreb. oder Bromus inermis Leysser als Basisarten in Mischungen von 1, 2, 3, 6 oder 8 Futterarten eingesät waren. Die Probeflächen wurden während jeder Wachstumssaison von 1998 bis 2002 stark mit Vieh beweidet. Die oberirdische Pflanzenartenzusammensetzung wurde in jeder Fläche mit einer Punktstopmethode gemessen. Bodenproben wurden 1999 und 2002 gesammelt und die Artenzusammensetzung der keimfähigen Unkrautsamen wurde in den Probeflächen bewertet, indem die Keimlinge identifiziert wurden, die in einer 8-wöchigen Periode keimten. Die Artendiversität wurde unter Verwendung verschiedener Indizes gemessen: Artenreichtum (S), Shannon–Wiener-Diversitätsindex (H^′) und Futterarten-Äquitabilität (J). Die oberirdische Unkrautartenabundanz in den Probeflächen stand in keiner Beziehung zum Futterartenreichtum (S), aber die Unkrautabundanz nahm ab, wenn die Äquitabilität (J) der ansässigen Futterarten in den Mischungen zunahm. Die Artenzusammensetzung der Mischungen könnte die Unkrautabundanz beeinflusst haben. Sowohl die Unkräuter in der Bodensamenbank, als auch in der oberirdischen Vegetation waren weniger abundant in Mischungen, die F. arundinacea enthielten, im Vergleich zu denen, die B. inermis enthielten. Obgleich Variablen wie die Futterpflanzenproduktivität möglicherweise ebenfalls die Unkrautabundanz im Weideland unterdrücken, lassen unsere Ergebnisse vermuten, dass die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Mischung von Futterarten ebenfalls helfen kann, die Unkräuter zu unterdrücken.     

The role of biodiversity for element cycling and trophic interactions: an experimental approach in a grassland community

The focus of a new experiment, set up in Jena in spring 2002, are the effects of biodiversity on element cycles and the interaction of plant diversity with herbivores and soil fauna. The experimental design explicitly addresses criticisms provoked by previous biodiversity experiments. In particular, the choice of functional groups, the statistical separation of sampling versus complementarity effects, and testing for the effects of particular functional groups differ from previous experiments. Based on a species pool of 60 plant species common to the Central European Arrhenatherion grasslands, mixtures of one to 16 (60) species and of one to four plant functional groups were established on 90 plots (20 m × 20 m) with nested experiments. In order to test specific hypotheses 390 additional small-area plots (3.5 m × 3.5 m) were set-up. Exact replicates of all species mixtures serve to assess the variability in ecosystem responses. In a dominance experiment, the effects of interactions among nine selected highly productive species are studied. Each species is grown as monoculture replicated once.Effekte der Biodiversität auf Elementkreisläufe und Wechselwirkungen der pflanzlichen Artenvielfalt mit Bodenfauna und Herbivoren stehen im Mitttelpunkt eines neuen Experiments, das im Frühjahr 2002 in Jena eingerichtet wurde. Das Versuchsdesign berücksichtigt ausdrücklich die Kritik, die an den Aufbau früherer Biodiversitätsversuche gerichtet wurde. Die Auswahl funktioneller Gruppen von Pflanzenarten, die statistischen Möglichkeiten, die Effekte des “Sampling” gegen Komplementarität zu trennen sowie den Einfluß funktioneller Gruppen zu überprüfen, unterscheiden dieses Experiment von früheren Versuchen. Sechzig typische Pflanzenarten der zentraleuropäischen Frischwiesen (Arrhenatherion) bilden den Artenpool für den Versuch. Auf 90 Flächen wurden Artenmischungen etabliert, die 1 bis 16 (60) Arten und 1 bis 4 funktionelle Gruppen dieser Pflanzenarten enthalten. Die Versuchsparzellen haben eine Größe von 20 m × 20 m, auf denen in genesteter Anordnung verschiedene Teilexperimente durchgeführt werden. Zusätzlich wurden 390 kleine Parzellen (3.5 m × 3.5 m) angelegt, um spezifische Hypothesen zu überprüfen. Alle Arten werden hier mit je einer Wiederholung als Monokulturen kultiviert. Identische Wiederholungen aller Artenmischungen sollen deren Variabilität untersuchen. In einem Dominanz-Versuch werden die Effekte der Wechselwirkungen zwischen 9 ausgewählten hochproduktiven Arten untersucht.     

Increased availability of extrafloral nectar reduces herbivory in Lima bean plants (Phaseolus lunatus, Fabaceae)

Lima bean (Phaseolus lunatus) features two inducible indirect defences to protect itself against herbivores. Besides the emission of plant volatiles, extrafloral nectar is secreted to attract carnivorous arthropods to herbivore-damaged plants. The activation of both putative defences efficiently protects Lima beans from leaf damage. In a field experiment in Mexico, we studied whether extrafloral nectar alone can benefit the Lima bean under natural conditions. An artificial blend mimicking natural nectar both qualitatively and quantitatively was repeatedly applied to Lima bean tendrils. Ants, wasps and flies were significantly more abundant on treated tendrils than on untreated controls already after 1 week (i.e. after two treatment applications). Sticky traps were used to assess the functional groups of flying insects attracted to the Lima beans. After 24 h, 71% of all trapped flies and 98% of all wasps belonged to families comprising either parasitoid or predatory species. This observation suggests that also some of the flying visitors have played a role as putative defenders of Lima beans. Most of the trapped flies belonged to the families Dolichopodidae and Phoridae (each ca. one third of all individuals). Two thirds of the wasps belonged to Chalcidoidea (68%). All ant species that had been collected manually belonged to generalist genera with Camponotus novogranadensis and Cephalotes minutus being most regularly encountered on study tendrils. An additional experiment, where both ‘nectar’ and ‘control’ tendrils were treated with artificial nectar, revealed that ants responded with an increased abundance on tendrils that had experienced the ‘nectar’ treatment before.After 25 days, the treated tendrils showed a significantly reduced herbivory as compared to controls. The mere presence of increased amounts of extrafloral nectar thus can benefit the Lima bean under natural conditions.

Zusammenfassung

Die Limabohne (Phaseolus lunatus) verfügt über zwei induzierbare, indirekte Verteidigungsformen zur Abwehr von Herbivoren. Neben der Emission volatiler Verbindungen ist die Limabohne zusätzlich dazu in der Lage, extrafloralen Nektar zu sezernieren. Beides dient der Anlockung von Fraßfeinden zu den von Herbivoren befallenen Pflanzen. In einem Freilandexperiment in Mexiko wurde untersucht, ob die Limabohne unter natürlichen Bedingungen von der Sekretion extrafloralen Nektars profitiert. Hierzu wurde ein künstliches Nektargemisch wiederholt auf Limabohnenranken aufgetragen, welches natürlichen Nektar quantitativ und qualitativ imitierte. Bereits nach einer Woche (d.h. nach zwei Behandlungen) war die Abundanz von Ameisen, Fliegen und Wespen auf behandelten Ranken signifikant höher als auf unbehandelten Kontrollranken. Zur Erfassung der zur Limabohne angelockten fliegender Insekten sowie deren Zugehörigkeit zu funktionellen Gruppen wurden die Versuchsranken mit Klebefallen bestückt. Mehr als zwei Drittel der nach 24 h gefangenen Fliegen und 98% aller Wespen gehörten parasitisch oder räuberisch lebenden Fliegen- bzw. Wespen-Familien an. Diese Beobachtung legt nahe, dass nicht nur Ameisen, sondern auch einige der gefangenen fliegenden Besucher eine Rolle als potentielle Verteidiger der Limabohne gespielt haben könnten. Von den gefangen Fliegen gehörten die meisten den Familien Dolichopodidae und Phoridae (je ca. ein Drittel aller gefangenen Individuen) an, wogegen die Chalcidoidea zwei Drittel (68%) der gefangenen Wespen ausmachten. Unter den durch Handaufsammlung gefangenen Ameisen gehörten Camponotus novogranadensis und Cephalotes minutus zu den am häufigsten auf behandelten Ranken angetroffen Arten. Ein zusätzliches Experiment, in dem das künstliche Nektargemisch sowohl auf ‘Nektar’- als auch auf ‘Kontroll’-Ranken aufgebracht wurde, ergab, dass die Ameisen mit einer erhöhten Abundanz auf solchen Ranken reagierten, die bereits vorher die, Nektar’-Behandlung erfahren hatten.Nach 25 Tagen zeigten behandelte Ranken signifikant weniger Blattfraß im Vergleich zu unbehandelten Kontrollranken. Die bloße Erhöhung der Menge an extrafloralem Nektar reichte offensichtlich dazu aus, unter natürlichen Bedingungen wachsenden Limabohnen einen Vorteil zu verschaffen.     

Growth and reproduction of dwarf shrubs, Vaccinium myrtillus and V. vitis-idaea, in a severely polluted area

Populations of both Vaccinium myrtillus and V. vitis-idaea in heavily polluted areas around the large nickel–copper smelter at Monchegorsk (NW Russia) persist in small patches scattered over the bare soils. Two non-specific stress indices, leaf fluctuating asymmetry and chlorophyll fluorescence, in plants growing in the most polluted sites were at the same level as in plants growing in unpolluted habitats. Mean mass of a vegetative shoot and current year production of vegetative mass were also similar in polluted and unpolluted sites. Branching in polluted habitats was higher in both species. Annual production of new ramets in V. myrtillus, but not in V. vitis-idaea, was lower in polluted habitats. In both species, proportion of sexually reproducing patches was higher and these patches had more generative shoots and higher fruit yield under pollution impact; the reproductive effort increased with pollution in V. myrtillus but not in V. vitis-idaea. Somatic cost of reproduction in both species was higher in polluted sites, presumably due to both more intensive sexual reproduction and resource limitation in low-nutritive contaminated soil. In both species fruit yield was slightly lower under tree canopies than in gaps. However, in industrial barrens fruit yield was higher than in forests (both in gaps and under the canopies), indicating that enhancement of sexual reproduction in polluted sites cannot be explained by higher light availability alone. Increased allocation to sexual reproduction in heavily polluted habitats, where seedling establishment is hampered by soil toxicity, may indicate the plant strategy to disperse from unfavourable environments.

Zusammenfassung

Sowohl Populationen von Vaccinium myrtillus als auch V. vitis-idaea bleiben in den stark verschmutzten Gebieten rund um die große Nickel-Kupfer-Metallhütte von Monchegorsk (NW Russland) in kleinen Flecken verstreut über den kahlen Boden erhalten. Zwei unspezifische Stressindikatoren, die Blattfluktationsasymmetrie und die Chlorophyllfluoreszenz, waren bei Pflanzen, die in den am stärksten verschmutzten Gebieten wuchsen, auf dem gleichen Niveau wie bei Pflanzen, die in unverschmutzten Gebieten wuchsen. Die mittlere Masse der Vegetationstriebe und die diesjährige Produktion vegetativer Masse waren ebenfalls ähnlich in verschmutzten und unverschmutzten Gebieten. Die Verzweigung war bei beiden Arten stärker in den verschmutzten Gebieten. Die jährliche Produktion von neuen Rameten war bei V. myrtillus im Gegensatz zu V. vitis-idaea geringer in den verschmutzten Gebieten. Bei beiden Arten war der Anteil der sich sexuell reproduzierenden Flecken größer und diese Flecken hatten mehr generative Triebe und höhere Fruchtausbeute unter dem Einfluss von Verschmutzung. Der reproduktive Aufwand nahm bei V. myrtillus im Gegensatz zu V. vitis-idaea zu. Die somatischen Kosten der Reproduktion waren bei beiden Arten in den verschmutzten Gebieten höher, vermutlich sowohl aufgrund der intensiveren sexuellen Reproduktion, als auch aufgrund der Ressourcenlimitierung in den nährstoffarmen, kontaminierten Böden. Bei beiden Arten war die Fruchtausbeute geringfügig kleiner unter Baumkronen als in Lücken. In den industriellen Ödländern war jedoch die Fruchtausbeute größer als in den Wäldern (sowohl in den Lücken als auch unter Baumkronen) und wies darauf hin, dass die Erhöhung der sexuellen Reproduktion in den verschmutzten Gebieten nicht allein durch die höhere Verfügbarkeit von Licht erklärt werden kann. Die erhöhte Allokation zu sexueller Reproduktion in den stark verschmutzen Habitaten, wo die Keimlingetablierung aufgrund der Toxizität der Böden erschwert ist, könnte darauf hinweisen, dass die Strategie der Pflanze ist, sich von ungünstigen Umwelten weg auszubreiten.     

The diet of the Alpine mouse Apodemus alpicola in the Swiss Alps

In this study, we used faecal analysis to determine the diet of the alpine mouse Apodemus alpicola in the field for the first time. This species consumes mainly insects in spring and fruits and seeds of small herbaceous dicotyledons in summer and autumn. Compared to the two congeneric species A. flavicollis and A. sylvaticus, which also occur in the Alps, the diet of A. alpicola is rich in contrasts, with a very pronounced difference between spring and summer. The absence of tree seeds also suggests a mostly terrestrial behaviour. We explain these facts by the specificity of the habitat of A. alpicola: the extreme weather conditions produce great seasonal changes in the vegetation, and the rocky ground favours the adaptation to rock climbing rather than to arboreal living.

Zusamenfassung

Nahrungszusammensetzung bei der Alpenwaldmaus Apodemus alpicola in den Schweizer AlpenDie Nahrungszusammensetzung der Alpenwaldmaus Apodemus alpicola wurde erstmals an Wildfängen und anhand von Kotanalysen qualitativ und quantitativ untersucht. Die Alpenwaldmaus konsumierte im Frühjahr hauptsächlich Insekten, im Sommer und Herbst Früchte und Samen kleiner Dicotyledonen der Krautschicht. Verglichen mit der Gelbhalsmaus A. flavicollis und der Waldmaus A. sylvaticus, die ebenfalls in den Alpen vorkommen, ist die Nahrungspalette von A. alpicola kontrastreicher, mit größeren Unterschieden zwischen Frühjahrs- und Sommerkost. Wir erklären dies durch extreme Klimabedingungen, die zu ausgeprägten jahreszeitlichen Änderungen in der Vegetation führen. Das Fehlen von Baumsamen läßt auf ein vorwiegend terrestrisches Futtersuchverhalten schließen. Große Hinterfüße und langer Schwanz sind offenbar Anpassungen ans Felsklettern und nicht an arboricoles Verhalten.     

Diet, habitat use, and relative abundance of pampas fox (Pseudalopex gymnocercus) in northern Patagonia, Argentina

Diet, habitat use and relative abundance of pampas fox Pseudalopex gymnocercus were studied in grassland, sand dune, and scrubland habitats, on the Bahía San Blas and Isla Gama Reserve, Argentina. Scat contents showed a generalist diet, where mammals, insects, and fruits were the main food items. Dietary composition differed among habitats; fruits were mainly consumed in sand dunes; insects, mammals, and fruits predominated in grassland; while insects and mammals were frequent in scrubland habitat. The European hare was the most common vertebrate prey and had the major contribution to the biomass of consumed prey. Pampas fox was the most common carnivore of the reserve and used all available habitats, frequenting more regularly scrubland and sand dune than grassland habitat.

Zusammenfassung

Nahrung, Habitatnutzung und relative Abundanz von Pampasfüchsen (Pseudalopex gymnocercus) im nördlichen Patagonien, Argentinien Die Nahrung, Habitatnutzung und relative Abundanz von Pampasfüchsen Pseudalopex gymnocercus wurde auf Grasflächen, Sanddünen und in Strauchhabitaten des Bahía San Blas and Isla Gama Reserve, Argentinien untersucht. Die Analyse von Kotproben ergab eine typische Diät für Generalisten, wobei Säugetiere, Insekten und Früchte die wichtigsten Nahrungsbestandteile waren. Die Nahrungszusammensetzung unterschied sich zwischen verschiedenen Lebensräumen. Früchte wurden hauptsächlich in Sanddünen konsumiert, Insekten, Säugetiere und Früchte auf Grasflächen; und Insekten und Säugetiere in Strauchhabitaten. Der europäische Hase war die häufigste Beuteart unter den Wirbeltieren und stellte den Hauptanteil an der Biomasse genutzter Beute. Der Pampasfuchs ist das häufigste Raubtier im Reservat und nutzt alle vorhandenen Habitate, jedoch kommt er etwas häufiger in Strauchhabitaten und Sanddünen vor als auf Grasflächen.     

Effects of distance to crop rows and to conspecific neighbours on the size of Brassica napus and Veronica persica weeds

We tested the hypothesis that local competitive conditions are a determinant of the size of individual weeds in cereal crops by investigating the relationship between individual weed size and (a) distance from the crop row and (b) distance to the nearest conspecific neighbour in cereal crops. There were significant but weak effects of distance to rows of summer and winter wheat (Triticum aestivum), and distance to conspecific individuals on individuals of two weed species, Brassica napus and Veronica persica. Our results suggest that local neighbourhood competitive conditions, although detectable, have only limited effects on weed growth. Size-asymmetric competition from the crop population and plasticity in weed growth reduce the importance of a weed individual's exact location relative to crop individuals and to other weed individuals. A static, two-dimensional view of space is not sufficient to describe competitive effects because the third dimension can be the most important in competition, and because many plants can change their locations through plastic growth.Wir überprüften die Hypothese, dass lokale Konkurrenzbedingungen ein Bestimmungsfaktor für die Größe einzelner Unkräuter in Getreidefeldern sind, indem wir die Beziehung zwischen der individuellen Unkrautgröße und (a) der Distanz zu den Pflanzenreihen und (b) der Distanz zu den nächsten, artgleichen Nachbarpflanzen in Getreidefeldern untersuchten. Es gab signifikante jedoch geringfügige Effekte der Distanz zu den Reihen von Sommer- und Winterweizen (Tritium aestivum) sowie der Distanz zu den artgleichen Individuen auf die Individuen von zwei Unkrautarten, Brassica napus und Veronica persica. Unsere Ergebnisse lassen vermuten, dass Konkurrenzbedingungen in der unmittelbaren Nachbarschaft nur einen begrenzten Effekt auf das Unkrautwachstum haben, auch wenn sie wahrnehmbar sind. Größenasymmetrische Konkurrenz seitens der Getreidepopulation und die Plastizität des Pflanzenwachstums reduzieren die Bedeutung der exakten Position einer einzelnen Unkrautpflanze in Beziehung zu einzelnen Getreide- oder anderen, einzelnen Unkrautwpflanzen. Eine statische, zweidimensionale Betrachtung des Raumes reicht nicht aus, um die Konkurrenzeffekte zu beschreiben, weil die dritte Dimension die wichtigste für die Konkurrenz sein kann und weil viele Pflanzen ihre Position durch plastisches Wachstum verändern können.     

Differential environmental response of plant functional types in hedgerow habitats

Classifying species into functional groups reacting similar to multiple environmental factors based on shared biological characteristics forms a major challenge faced by present-day ecologists. Based on data of a hedgerow plant community, this study uses a multivariate approach to analyse if trait-based emergent species groups have real functional significance, i.e. if these groups are characterised by specific response profiles to a wide range of environmental factors. First, the influence of explanatory variable groups (abiotic environmental conditions, management variables, structural aspects, historical background and spatial configuration of the hedgerow network) on distribution patterns of individual plant species was analysed with partial logistic regression. Significant relationships were found between the ecological characteristics of a species and the relative importance of variable groups affecting the distribution of that species within a hedgerow network landscape. Next, a trait-based classification of hedgerow plant species was constructed using a hierarchical clustering procedure. Woody species segregated into two distinct groups, with differences predominantly associated with generative traits, herbaceous species in four groups differing mainly in vegetative traits and habitat preferences. Clear differences in response to multiple environmental factors between the emergent species groups demonstrated the functional significance of the constructed classification. Relationships between the trait- and response profile were examined and their ecological relevance discussed. With respect to the woody species groups, zoochorous species were affected more strongly by hedgerow structure and landscape context than anemochorous species. For the herbaceous species clustering, a relatively strong impact was found, amongst others, of historical variables on species with woodland preference in comparison with other species groups.

Zusammenfassung

Die Klassifizierung von Arten in funktionelle Gruppen, die aufgrund von gemeinsamen biologischen Eigenschaften in gleicher Weise auf multiple Umweltfaktoren reagieren, ist eine große Herausforderung, vor der heutige Ökologen stehen. Auf der Grundlage von Daten einer Heckenpflanzen-Lebensgemeinschaft folgt diese Untersuchung einer multivariaten Vorgehensweise, um zu analysieren, ob die auftretenden Artengruppen auf der Basis von Merkmalen eine wirkliche funktionelle Bedeutung haben, d. h. ob diese Gruppen durch spezifische Antwortprofile auf eine große Auswahl von Umweltfaktoren charakterisiert sind. Zuerst wurde der Einfluss von Gruppen erklärender Variablen (abiotische Umweltbedingungen, Managementvariablen, strukturelle Aspekte, geschichtlicher Hintergrund und räumliche Anordnung des Heckennetzes) auf die Verteilungsmuster einzelner Pflanzenarten mit partiellen logistischen Regressionen analysiert. Signifikante Beziehungen wurden zwischen den ökologischen Eigenschaften einer Art und der relativen Wichtigkeit von Variablengruppen gefunden, die die Verbreitung der Art innerhalb der Heckennetzlandschaft beeinflussen. Im Anschluss wurde eine merkmalsbasierte Klassifikation der Heckenpflanzenarten unter der Verwendung einer hierarchischen Gruppierungsprozedur konstruiert. Aufgrund von Unterschieden, die vor allem mit den Fortpflanzungsmerkmalen einhergingen, trennten sich die holzigen Arten in zwei verschiedene Gruppen auf. Krautige Arten trennten sich in vier Gruppen auf, die sich vor allem in den vegetativen Merkmalen und Habitatpräferenzen unterschieden. Klare Unterschiede in den Reaktionen auf multiple Umweltfaktoren zwischen den entstandenen Artengruppen demonstrierten die funktionelle Bedeutung der konstruierten Klassifikation. Die Beziehungen zwischen den Merkmals- und Antwortprofilen wurden untersucht und ihre ökologische Relevanz diskutiert. In Bezug auf die holzigen Artengruppen waren die zoochoren Arten stärker von der Heckenstruktur und dem Landschaftskontext beeinflusst als anemochore Arten. Für die krautigen Artencluster wurde unter anderem ein relativ starker Einfluss von historischen Variablen auf die Arten mit Waldpräferenz im Vergleich zu anderen Artengruppen gefunden.     

Seasonal fluctuations of the wolf diet in the Hustai National Park (Mongolia)

Seasonal fluctuations in the wolf diet in the Hustai National Park (Mongolia) were determined by analysing wolf scats that were collected from 1994–1997. Except for July, August and September, at least 50% of the frequency of occurrence of prey items in wolf scats consisted of livestock. The frequency of occurrence of wild ungulates ranged from 8–43%, and wild ungulates were most often consumed in July, August and October, but seldom in June. Our study suggested that most seasonal changes in the wolf diet were effected by the life history of red deer. The occurrence of wild ungulates in the wolf diet coincided with the availability and vulnerability of calves. To reduce livestock losses and poaching of wolves we recommend more wolf research, protection and monitoring of both wild prey populations and wolves, and the reintroduction of livestock guarding dogs and year-round guarding of domestic horses.

Zusammenfassung

Saisonale Fluktuationen von Wolfsnahrung im Hustai Nationalpark (Mongolei)Anhand von Kotproben von Wölfen, die von 1994 bis 1997 gesammelt wurden, konnten saisonale Fluktuationen der Wolfsdiät im Nationalpark Hustai (Mongolei) festgestellt werden. Mit Ausnahme der Monate Juli, August und September bestand mindestens 50% der im Wolfskot vorgefundenen Beutereste aus Nutztieren. Wildungulat–traten in 8 bis 43% der Proben auf und wurden am häufigsten in den Monaten Juli, August und Oktober genutzt, jedoch kaum im Juni. Diese Untersuchung deutet darauf hin, dass saisonale Veränderungen der Wolfsdiät wahrscheinlich von der Biologie der Rothirsche beeinflusst werden, da die Abnahme von Wildungulaten in der Wolfnahrumg in den Zeitraum der Kälbergeburten fiel, während die Zunahme von Wildungulaten mit jener Periode koinzidierte, in der sich neu geborene Kälber den Herden anschlossen und die Brunftzeit stattfand. Um sowohl den Verlust von Nutzvieh als auch das Wildern auf Wölfe zu vermindern, empfehlen wir die Wolfsforschung zu verstärken, das Monitoring und den Schutz von Wolfs- und Wildbeutepopulationen zu verbessern, die Wiedereinführung von Hütehunden sowie die ganzjährige Überwachung von Nutzpferden.     

Phyto-activity of biocides used to manipulate herbivory: tests of three pesticides on fourteen plant species

1. We tested three pesticides used for field manipulations of herbivory for direct phytoactive effects on the germination and growth of 14 herbaceous plant species selected to provide a range of life-history strategies and functional groups.2. We report three companion experiments: (A) Two insecticides, chlorpyrifos (granular soil insecticide) and dimethoate (foliar spray), were applied in fully-factorial combination to pot-germinated individuals of 12 species. (B) The same fully-factorial design was used to test for direct effects on the germination of four herbaceous legumes. (C) The molluscicide, metaldehyde, was tested for direct effects on the germination and growth of six plant species.3. The insecticides had few significant effects on growth and germination. Dimethoate acted only on growth stimulating Anisantha sterilis, Sonchus asper and Stellaria graminea. In contrast, chlorpyrifos acted on germination increasing the germination of Trifolium dubium and Trifolium pratense. There was also a significant interactive effect of chlorpyrifos and dimethoate on the germination of T. pratense. However, all effects were relatively small in magnitude and explanatory power. The molluscicide had no significant effect on plant germination or growth.4. The small number and size of direct effects of the pesticides on plant performance is encouraging for the use of these pesticides in manipulative experiments on herbivory, especially for the molluscicide. However, a small number of direct (positive) effects of the insecticides on some plant species need to be taken into account when interpreting field manipulations of herbivory with these compounds, and emphasises the importance of conducting tests for direct phyto-active effects.

Zusammenfassung

1. Wir untersuchten den phytoaktiven Einfluss von drei, in Feldexperimenten eingesetzten Pestiziden, auf die Keimfähigkeit und auf das Wachstum von 14 Krautpflanzen Arten mit verschiedenen Life-history Strategien und aus unterschiedlichen funktionalen Gruppen.2. Wir führten drei Experimente durch: (A) Zwei Insektizide, chlorpyrifos (ein Bodenkörniges Insektizid) und dimethoate (ein Blatt-Insektizid), wurden in allen möglichen Kombinationen (fully-factorial) bei Topfpflanzen von 12 Arten angewendet. (B) Dasselbe Design wurde verwendet, um direkte Einflüsse auf die Keimfähigkeit von vier krautigen Leguminosen zu untersuchen. (C) Die Wirkung des Molluskizids metaldehyde auf Keimfähigkeit und Wachstum wurde auf sechs Planzenarten getestet.3. Bei den Insektiziden fanden wir wenige signifikante Einflüsse auf die Keimfähigkeit und das Wachstum. Dimethoate hatte einen positiven Einfluss auf das Wachstum von Anisantha sterilis, Sonchus asper und Stellaria graminea. Während Chlorpyrifos eine erhöhte Keimfähigkeit bei Trifolium dubium und Trifolium pratense bewirkte. Chlorpyrifos und dimethoate zeigten ausserdem eine signifikante interaktion, auf die Keimfähigkeit von T. pratense. Alle gemessenen Einflüsse waren relativ klein und mit nur geringen Erklärungswort. Das Molluskizid hatte keinen signifikanten Effekt auf die Keimfähigkeit und das Wachstum der Pflanzen.4. Die geringen direkten Auswirkungen der Pestizide auf die Pflanzenfitness den Einsatz dieser Mittel bei Herbivore Experimentieren. Besonders das Molluskizid eignet sich zur Anwendung. Trotzdem müssen die wenigen (positiven) Einflüsse der Insektizide auf einige Pflanzenarten bei der Interpretation von Pflanzenfrassexperimenten, die diese Arten untersuchen, berücksichtigt werden. Unser Ergebnis zeigt wie wichtig es ist direkte phytoaktive Auswirkungen von Pestiziden testen.     

Demography and role of the seed bank in Mediterranean and desert populations of wild barley

We compared the demography of two populations of wild barley, Hordeum spontaneum, that occupy environments of different aridity (desert and Mediterranean) and represent distinct parts of the species' distribution (periphery and core) in Israel. Our demographic study included a survey of survival and fecundity of adults in quadrate plots marked at two sites in natural vegetation (one site per population), and the creation of experimental seed banks examined over three years. We measured variability in population growth rate and investigated the role of the seed bank in the demography of two populations. The latter employed construction of two-stage, three age-class transition matrices and usage of elasticity analysis. At both sites, population dynamics appear to be transient with high fluctuations of population growth rate due to variability in annual rainfall and, most likely, intra- and inter-specific density dependence. The importance of the seed bank differed among two populations. Seed dormancy had almost no demographic effect on the Mediterranean population, while it was of paramount importance in the desert population. The two populations also differed in seed and seedling survival and per adult fecundity, presumably due to the difference between two sites in (i) relative impact of seed predation, (ii) effects of density dependence on population demography, and (iii) lower vigor of seeds of desert vs. Mediterranean origin. Our study highlights the importance of life history adaptations that may evolve under specific selective forces in different parts of a species' range, which, in certain circumstances, may be critical for the persistence of a species.Wir verglichen die Demographie von zwei Populationen Wilder Gerste, Hordeum spontaneum, die Habitate unterschiedlicher Trockenheit (Wüste und mediterran) besetzen und die unterschiedliche Bereiche der Artenverbreitung (Peripherie und Kern) in Israel repräsentieren. Unsere demographischen Untersuchungen bestanden in einer Erfassung der Überlebensrate und der Fruchtbarkeit ausgewachsener Pflanzen in quadratischen Versuchsfeldern, die in zwei Untersuchungsflächen in der natürlichen Vegetation (eine Untersuchungsfläche pro Population) markiert wurden und in der Herstellung einer experimentellen Samenbank, die über drei Jahre beobachtet wurde. Wir erfassten die Variabilität der Populationswachstumsrate und untersuchten die Rolle der Samenbank in der Demographie der beiden Populationen. Letzteres erforderte die Konstruktion von Zwei-Stadien, Drei-Altersklassen-Transitions-Matrizen und die Verwendung einer Elastizitäts-Analyse. Die Populationsdynamiken scheinen in beiden Untersuchungsflächen kurzlebig zu sein, mit einer hohen Fluktuationsrate des Populationswachstums aufgrund der Variabilität des jährlichen Niederschlags und am wahrscheinlichsten aufgrund der intra- und interspezifischen Dichteabhängigkeit. Die Bedeutung der Samenbank unterschied sich zwischen den beiden Populationen. Die Samendormanz hatte bei der mediterranen Populationen nahezu keinen demographischen Effekt, während sie bei der Wüstenpopulation von herausragender Bedeutung war. Die beiden Populationen unterschieden sich auch in der Überlebensrate der Samen und Keimlinge und der Pro-Pflanzen-Fruchtbarkeit, vermutlich aufgrund der Unterschiede der beiden Untersuchungsflächen in (i) der relativen Wichtigkeit der Samenprädation, (ii) den Effekten der Dichteabhängigkeit der Populationsdemographie und (iii) der geringen Vitalität der Samen der Wüsten-Herkunft im Gegensatz zur mediterranen Herkunft. Unsere Studie hebt die Bedeutung einer Anpassung im Lebenszyklus hervor, die bei spezifischen selektiven Faktoren in den unterschiedlichen Teilen eines Verbreitungsgebietes einer Art evolvieren können und die unter bestimmten Umständen wichtig für den Bestand einer Art sein können.     

How is fruit production regulated in the dioecious fleshy-fruited shrub Rhamnus alpinus?

The ‘resource tracking hypothesis’ proposes that a serial regulation of maternal investment might occur at different sequential stages, each establishing a limit for the subsequent ones. Pollinator attraction, resource limitation, selective fruit abortion and climatic conditions can determine the maternal adjustments at each stage. Using a combination of observational and experimental approaches, we studied the maternal regulation of fruit production and seed set in the fleshy-fruited shrub Rhamnus alpinus. Fleshy fruits are especially costly, and the regulation of their production especially interesting. We found that the production of fruits is regulated at two sequential stages, as predicted by the resource-tracking hypothesis. The first stage is related to the number of flowers initiated per branch, which is positively related to the previous year growth of the branch considered, i.e., to the strength of the branch as a sink. Besides, significant variation between females and populations suggests additional micro-environmental or genetic effects. The second stage has to do with the number of flowers that develop into fruits, 72% in 1998 and only 54% in 1999. This stage showed a more complex regulation pattern, though the final number of fruits produced per branch was also related to the strength of the branch. The ability of the species to translocate resources from other branches could compensate for local resource scarcity, as we showed by experimental defoliation and girdling. Although pollen was required for fruit development, pollen supplementation did not increase the proportion of flowers that developed into fruits. We provide evidence that both micro-environmental and genetic effects, as well as climatic conditions may control fruit set, and suggest that the quality of the pollen in the stigma could also determine which flowers are developed into fruits. Overall, our results confirm the resource tracking hypothesis, and indicate that further mechanisms modulate final fruit production.

Zusammenfassung

Nach der „resource tracking”-Hypothese kann die serielle Regulation der mütterlichen Investition in verschiedenen sequenziellen Stadien stattfinden, wobei jedes ein Limit für die folgenden festlegt. Attraktivität für Bestäuber, Ressourcenlimitierung, selektiver Fruchtabwurf und klimatische Bedingungen können die mütterlichen Anpassungen in jedem Stadium bestimmen. Unter Verwendung einer Kombination von Beobachtungen und experimentellen Ansätzen untersuchten wir die mütterliche Regulation der Fruchtproduktion und den Samenansatz bei dem Beerenstrauch Rhamnus alpinus. Beeren sind besonders kostenintensiv und die Regulation ihrer Produktion daher besonders interessant. Wir fanden heraus, dass die Produktion der Früchte in zwei sequentiellen Schritten entsprechend der „resource tracking”-Hypothese reguliert wird. Das erste Stadium steht in Beziehung zur Anzahl der Blüten, die pro Ast angelegt werden. Diese hängt positiv mit dem Vorjahreswachstum des jeweiligen Astes zusammen, d. h. mit der Stärke des Astes als Senke. Die signifikante Variation zwischen weiblichen Sträuchern und Populationen lässt darüber hinaus zusätzliche Mikroumwelt- und genetische Effekte vermuten. Das zweite Stadium hat mit der Anzahl der Blüten zu tun, die sich zu Früchten entwickeln, 72% 1998 und nur 54% 1999. Dieses Stadium zeigte ein komplizierteres Regulationsmuster, obwohl die endgültige Anzahl von produzierten Früchten pro Ast ebenfalls mit der Stärke des Astes zusammenhing. Die Fähigkeit der Art Ressourcen aus anderen Ästen zu verteilen konnte lokale Ressourcenmängel kompensieren. Dies konnten wir durch experimentelle Defoliation und Entrinden zeigen. Obwohl Pollen für die Fruchtentwicklung notwendig war, erhöhte eine Ergänzung von Pollen den Anteil der Blüten nicht, die sich zu Früchten entwickelten. Wir sorgen damit für Beweise, dass sowohl Mikroumwelt- als auch genetische Effekte sowie klimatische Bedingungen den Fruchtansatz kontrollieren und schlagen vor, dass die Qualität der Pollen auf der Narbe ebenfalls bestimmen könnte, welche Blüten sich zu Früchten entwickeln. Insgesamt bestätigen unsere Ergebnisse die „resource tracking”-Hypothese und zeigen, dass weitere Mechanismen die entgültige Fruchtproduktion modulieren.     

The fast–slow continuum and mammalian life-history patterns: an empirical evaluation

The fast–slow continuum hypothesis has been proposed to explain the diversity of life-history patterns exhibited by biological populations, but the quantification and population-dynamic consequences of the continuum has remained unclear. I used the ratio of fertility rate to age at first reproduction (F/α ratio) to quantify the tempo of life-history of 138 populations of mammals, and investigated the life-history and population-dynamic consequences of being “fast” or “slow”. “Fast” mammals (F/α>0.60) were characterized by early maturity, short lifespans, low survival rates, and high fertility and projected population growth rate (λ) compared to “slow” (F/α<0.15) mammals. In “fast” populations, λ was overwhelmingly most sensitive to changes in reproductive parameters (age at first reproduction and fertility rates) and relatively insensitive to changes in survival rates. In “slow” populations, λ was very sensitive to changes in juvenile or adult survival rates, and relatively insensitive to changes in reproductive parameters. The pattern of relationships between the F/α ratio and life-history variables, λ, and elasticity of λ to changes in life-history variables persisted even after the effects of body size and phylogeny were statistically removed. These results suggest that fast–slow continuum in mammalian life-history is independent of body size or phylogeny, that the F/α ratio adequately quantifies the position of a population along a fast–slow continuum, and that the tempo of life- histories has substantial population-dynamic consequences.

Zusammenfassung

Die r-K-Kontinuum-Hypothese wurde aufgestellt, um die Diversität von ,,life-history“-Mustern biologischer Populationen zu erklären, aber die Quantifizierung und die Kosnsequenzen für die Populationsdynamik des Kontinuums blieben unklar. Ich benutze das verhältnis der Fortpflanzungsrate zum Fortpflanzungsalter (F/α-Verhältnis) um die Geschwindigkeit der ,,life-history“ von 138 Populationen von Säugetieren zu quantifizieren und untersuchte die Konsequenzen fur die Lebensweise sowie die Populationsdynamik des,,schnell“oder,,langsam “-Seins. ,,Schnelle“Säugetiere (F/α>0.60) waren durch eine frühe Reife, kurze Lebenszeiten, geringe Überlebensraten sowie durch eine große Fertilität und hochgerechnete Populationswachstumsrate (λ) im Vergleich zu ,,langsamen“(F/α<0.15) Säugetieren charakterisiert. In ,,schnellen“ Population reagierte (λ) überwältigend sensibel auf Änderungen in den Fortpflanzungsparametern (Fortpflanzunsalter und Fertilitätsrate) und relativ gering auf Veräanderungen in der Überlebensrate. In ,,langsamen“ Populationen reagierte (λ) sehr sensibel auf Veräanderungen in den reproduktiven Parametern. Das Muster der Beziehung zwischen dem (F/α-Verhältnis) und den Variablen der ,,life-history“,λ, und die Elastizität von λ gegenüber Veränderungen in den variablen der Lebensweise bliev sogar bestehen, nachdem die Effekte von Körpergröße und Phylogenese statistisch eliminiert wurden. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass das r-K-Kontinuum in der ,,life-history“der Säugetiere unabhängig von der Körpergröße und Phylogenie ist, dass das F/α-Verhältnis die Position einer Population im r-K-Kontinuum quantifiziert und dass die Geschwindigkeit der,,life-history“beachtliche konsequenzen fur die Populationsdynamik hat.     

Auswirkungen von abgestufter pflanzenschutzmittel‐intensität und unkrautbesatz auf laufkäferzönosen (coleoptera; carabidae) während einer fruchtfolgerotation unter den spezifischen Bedingungen des mitteldeutschen trockengebietes*

Die Untersuchungen fanden von 1991 bis 1995 auf einem 43 ha großen Schlag in Obhausen (Querfurter Platte) statt. Zielstellung der Untersuchungen war es, Auswirkungen abgestufter Pflanzenschutzintensitäten auf Laufkäfer zu erfassen. Dazu wurden auf dem Feld 6 Parzellen von 72 × 200 m Größe angelegt, von denen zwei als pflanzenschutzmittelfreie Kontrollflächen dienten. Auf zwei weiteren Teilstücken erfolgten intensive chemische Pflanzenschutzmaßnahmen. In den anderen beiden Varianten wurden im Sinne eines integrierten Pflanzenschutzes unter Beachtung von Schadschwellenwerten (Unkräuter, pilzliche und tierische Schaderreger) gezielte Pflanzenschutzmaßnahmen praktiziert. Zur Erfassung der Laufkäfer dienten Bodenfallen. Die Fruchtfolge begann 1991 mit Wintergerste, die aber wegen Trockenheit umgebrochen werden mußte. Die Intensitätsabstufungen des Pflanzenschutzmitteleinsatzes erfolgten ab 1992 im Mais und 1993 sowie 1994 in Winterweizen. Letztes Fruchtfolgeglied war 1995 Winterroggen, bei dem alle Parzellen wieder konventionell bewirtschaftet wurden. Im Mais kam es in den unbehandelten Kontrollen zu einer starken Verunkrautung. In diesen Parzellen erreichte die Fangsumme der Laufkäfer den 2,5 fachen Wert gegenüber den anderen Prüfgliedern. In den darauffolgenden Jahren, in den Winterweizenbeständen, lagen die höchsten Fangsummen wiederum in den Kontrollen vor, doch fielen die Differenzen zu den anderen Prüfgliedern nicht so groß aus. Die wenigsten Laufkäfer wurden in den Intensiv‐Varianten erfaßt. Die Bewirtschaftung nach dem Schadschwellenprinzip erbrachte wesentlich höhere Fangsummen. Während der Intensitätsabstufung besiedelten die Arten Calosoma auropunc‐tatum, Harpalus affinis, Pseudoophonus rufipes, Harpalus distinguendus, Poecilus punctulatus, Harpalus tardus sowie Harpalus zabroides überwiegend die Kontrollparzellen. Bei den abschließenden Untersuchungen im Winterroggen 1995 traf dies nur noch für Harpalus affinis zu. Ob für das Überwiegen dieser Arten in den Kontrollen der starke Unkrautbesatz im Jahre 1992 bzw. nachfolgend der Vorrat an Diasporen oder der völlige Verzicht auf Pflanzenschutzmittel ausschlaggebend war, konnte nicht eindeutig geklärt werden. Entgegen allen Erwartungen lag im Winterroggen die höchste Fangsumme der Laufkäfer in den ehemals intensiv behandelten Parzellen vor.

Ein Verzicht auf Pflanzenschutzmittel geht oft mit nicht mehr tolerierbaren Ertragsverlusten einher, wie z.B. im Mais 1992. Bei einem Einsatz von Pflanzenschutzmitteln nach Schadschwellenwerten entsprechend den Prinzipien eines integrierten Pflanzenschutzes sind langfristig keine negativen Effekte auf den Naturhaushalt zu erwarten.     

Effects of herbivory simulated by clipping and jasmonic acid on Solidago canadensis

Herbivory is likely to be an important factor in the evolutionary ecology of plants and especially of aggressive invasive species. Because in the introduced range experimental treatment with non-native herbivores is laborious and may be risky for native plants, simulated herbivory by removal of plant tissue and treatment with jasmonic acid, which is a natural elicitor of defences against herbivores, may be a suitable alternative in experimental studies. We studied the effects of removal of 50% of the leaf area by clipping and of spraying with jasmonic acid on growth, morphology, leaf physiology and reproduction of the invasive Solidago canadensis in Europe. The relative height growth rate was reduced (–11.9%) by clipping in the period of day 0–20 but increased (+13.5%) in the period of day 42–138 after start of the treatments. As a consequence, final heights did not differ between treatment and control plants. Clipped plants, however, had thinner stems (–12.2%) than unclipped ones. Plants that had been sprayed with jasmonic acid tended to have shorter stem internodes (–14.7%), a lower specific leaf area (–4.6%), and to delay flowering (+4.4 days) than plants that had not been sprayed with jasmonic acid. The biomass of inflorescences was reduced by both clipping (–43.2%) and spraying with jasmonic acid (–32.2%). Because each, clipping and jasmonic acid, alone only induced some but partly different responses observed in previous studies with natural herbivores, the combined application of both covers the full response spectrum better and should therefore be used as the most realistic simulation of herbivory.Fehlende oder geringe Herbivorie ist ein wahrscheinlicher Erklärungsfaktor für den Erfolg invasiver Pflanzenarten. Da das Einführen von Herbivoren aus dem Ursprungsgebiet zu Versuchszwecken oder zur biologischen Kontrolle mit Gefahren verbunden ist, kann der Einfluss von Herbivoren durch mechanische Entfernung von Pflanzenteilen oder durch die Behandlung mit Jasmonsäure nachgeahmt werden. Jasmonsäure ist ein natürlicher Auslöser von Abwehrreaktionen gegen Herbivoren bei Pflanzen. Wir untersuchten den Einfluss des Entfernens von 50% der Blattfläche, des Besprühens mit Jasmonsäure oder einer kombinierten Behandlung auf das Wachstum und die physiologischen Eigenschaften der Blätter der invasiven Art Solidago canadensis in Europa. Blattentfernung reduzierte die relative Höhenwachstumsrate der Sprosse um 11.9% in der Periode von 0–20 Tagen nach der Behandlung aber führte zu einer anschließenden Steigerung um 13.5% in der Periode von 42–138 Tagen, so dass die Endhöhe der Pflanzen durch diese simulierte Herbivorie nicht beeinflusst war. Behandlung mit Jasmonsäure führte zu verkürzten Stengelinternodien (–14.7%), verkleinerter Blattfläche (–4.6%) und verzögerter Blütezeit (+4.4 Tage). Die Infloreszenzbiomasse wurde durch die Blattentfernung um 43.2% und die Jasmonatbehandlung um 32.2% reduziert. Da die beiden Behandlungsfaktoren das Pflanzenwachstum unabhängig voneinander und in unterschiedlicher Weise beeinflussten und die beobachteten Pflanzenreaktionen in der Summe den in der Literatur beschriebenen Reaktionen auf natürliche Herbivorie entsprachen, kann die Kombination von mechanischer und chemischer Behandlung als optimale Simulation von Herbivorie bei S. canadensis und möglicherweise anderen invasiven Arten betrachtet werden.     

Habitat requirements of boreal forest caribou during the travel seasons

Understanding space-use patterns of highly mobile animals, such as woodland caribou, is required for ecosystem conservation. We tested for seasonal differences in migration habitat used by woodland caribou while travelling from winter to summer and summer to winter range in northwest Ontario, using radio-telemetry locations of 33 caribou collected from 1995 to 2000. Forest management guidelines in Ontario presume that woodland caribou select specific habitats during the migrating seasons including conifer dominated forests and waterways (rivers and lakes). Results showed few differences between real travel routes and straight-line routes during both high movement periods (post-calving to late winter and late winter to calving). Caribou selected less deciduous forest than available during early winter and spring but contrary to expectations they did not use more open areas and waterways than available. Possible migration corridors, or habitat used during early winter and spring, were not distinguished by one particular habitat type, although caribou were more likely to avoid water and open areas, while using more conifer forests. They did not avoid disturbed habitat such as recently burnt or cut areas. There were some sex-specific differences with males using deciduous forest more than females. Caribou did not choose more than expected of waterways such as chains of lakes or large rivers which, to some extent, run counter to management recommendations. Our findings should be considered when developing local forest management plans and designing harvest patterns with the intent to mitigate negative impacts on woodland caribou habitat.

Zusammenfassung

Das Verständnis der Raumnutzungsmuster von sehr mobilen Tieren, wie den Waldkaribus, ist für den Ökosystemschutz notwendig. Wir untersuchten die saisonalen Unterschiede in der Habitatnutzung von Waldkaribus während der Wanderung (frühe Winter- und Frühjahrsrouten) im nordwestlichen Ontario, indem wir von 1995–2000 die Standorte von 33 Karibus per Radiotelemetrie bestimmten. Richtlinien für Waldmanagement in Ontario setzen vorraus, dass Waldkaribus während der Wanderungszeit spezifische Habitate wählen, die nadelbaumdominierte Wälder und Wasserwege (Flüsse und Seen) einschließen. Die Ergebnisse zeigten einige Unterschiede zwischen den realen Wanderrouten und geradlinigen Routen während der beiden Wanderperioden (nach dem Kalben bis zum späten Winter und später Winter bis nach dem Kalben). Die Karibus wählten weniger als den verfügbaren Laubwald im frühen Winter und Frühjahr, aber sie nutzten entgegen den Erwartungen offenere Areale und Wasserwege nicht mehr als verfügbar. Mögliche Wanderkorridore oder Habitate, die während des frühen Winters und Frühjahrs genutzt wurden, unterschieden sich nicht durch einen bestimmten Habitattyp, auch wenn die Karibus mit größerer Wahrscheinlichkeit Wasser und offene Areale mieden, während sie Nadelwälder nutzten. Sie mieden gestörte Areale nicht, wie kürzlich abgebrannte oder abgeholzte. Es gab einige geschlechtsspezifische Unterschiede, da die Männchen Laubwälder mehr als Weibchen nutzten. Die Karibus wählten Wasserwege, wie Ketten von Seen oder große Flüsse, nicht mehr als erwartet, was in gewissem Ausmaß den Managementempfehlungen zuwiderläuft. Unsere Ergebnisse sollten berücksichtigt werden, wenn örtliche Waldmanagementpläne entwickelt und die Einschlagsmuster entworfen werden, mit der Absicht die negativen Auswirkungen auf das Habitat der Waldkaribus zu mildern.     

First upper molar and mandible shape of wood mice (Apodemus sylvaticus) from northern Germany: ageing, habitat and insularity

The patterns of shape variation of the first upper molar and mandible have been investigated within and among wood mice (Apodemus sylvaticus) populations from northern Germany. Some factors such as sex and age of the animals could be a source of within-group morphological variability interfering with among-groups patterns of differentiation. The relative importance of both sources of shape variation was investigated, in order to evaluate the robustness of patterns of fine-scale geographic differentiation. The increasing age of the animals, estimated by wear stages of the upper tooth row, caused significant variations in size and shape of the molars due to progressive abrasion of the cusps. It also involved shape changes of the mandible due to bone remodelling. However, these intrapopulational effects are of limited importance compared to geographic differentiation.Gene flow among populations should be favoured across mainland populations but lowered between mainland and islands, and to a lesser extent among close islands. Shape differences in molars are in agreement with this expected pattern of gene flow. Patterns of mandible differentiation rather match local variations in habitats. At this fine geographic scale, molar shape would vary according to the amount of genetic exchange among populations whereas mandible shape might be under local selective and/or functional constraints.

Zusammenfassung

Die Form von erstem oberen Molar und Unterkiefer der Waldmaus (Apodemus sylvaticus) in Norddeutschland: Alter, Habitat und InseleffektDie Formvariabilität des Molars (M1/) und des Unterkiefers von norddeutschen Waldmäusen (Apodemus sylvaticus) wurde untersucht. Dabei wurde sowohl die Variabilität zwischen verschiedenen Populationen als auch die Variabilität innerhalb einer Population studiert. So können Geschlecht und Alter beispielsweise die Formvariabilität innerhalb einer Population verursachen. Deshalb wurde die Bedeutung dieser Faktoren mit der Variabilität zwischen geographisch unterschiedlichen Populationen verglichen. Geschlechtsdimorphismus wurde nicht beobachtet. Ein zunehmendes Alter verursacht eine Variation der Größe und der Form des Molars infolge fortschreitender Abnutzung. Der Unterkiefer ändert sich auch durch spätes Wachstum und Umgestaltung des Knochens. Jedoch sind diese Effekte von beschränkter Bedeutung verglichen mit der Variabilität von Ort zu Ort.Der Genfluß zwischen Festland-Populationen sollte begünstigt sein verglichen mit dem Genfluß zwischen nordfriesischen Inseln und zwischen Inseln und Festland. Sylt nimmt dabei eine Zwischenstellung ein, weil diese Insel durch einen Damm mit dem Festland verbunden ist. Die Differenzierung des Molars stimmt mit diesem erwarteten Muster überein. Die Differenzierung der Form des Unterkiefers entspricht eher den unterschiedlichen Habitaten zwischen Holstein, Nordfriesland, und den nordfriesischen Inseln. Trotz des kleinen geographischen Rahmens dieser Untersuchung lassen sich folgende Ergebnisse ableiten: Die Molaren scheinen sich mit dem Genfluß zwischen verschiedenen Populationen zu ändern während sich der Unterkiefer durch selektive und/oder funktionelle Besonderheiten zu ändern scheint.     

Impacts of wet grassland management and winter severity on wader breeding numbers in eastern Denmark

Attempts to reverse the population declines of many wader species in Denmark and other parts of Europe during the last 20–30 years have resulted in the application of several management implements. In this study we evaluate the effect of two management implements (grazing by cattle and winter flooding) on the number of breeding pairs of lapwing, redshank, avocet, ringed plover, and oystercatcher in the Klydesø reserve, eastern Denmark, from 1990 to 2001. We also include a proxy of winter climate, the index of the North Atlantic Oscillation (NAO), in our models in order to quantify the relative importance of the applied management and winter severity. Lapwing and avocet breeding numbers increased significantly concurrent with the application of cattle grazing, most likely due to an increased number of nesting sites and/or improved predator detection. Conversely, oystercatcher breeding numbers declined as the fraction of the reserve grazed by cattle increased, which may be attributed to changes in food availability on the grazed areas, but also due to increased predation risk. Ringed plover and redshanks in particular responded positively to the introduction of winter flooding, possibly due to increased availability of suitable foraging sites. Ringed plover may also experience increased nest site availability after winter flooding. Oystercatcher and ringed plover were both affected by winter severity, but with opposite trends, and oystercatcher breeding numbers increased after mild winters, while ringed plover decreased. Remaining species were not influenced by winter severity. The possible reason for this is discussed by comparing the lapwing breeding numbers in Klydesø reserve to Tipperne reserve in western Denmark. Though winter severity may seem of no importance for some of the species in the Klydesø reserve, it may still be important in areas where the management effort is constant.Die Versuche, die Populationsabnahme vieler Watvogelarten in Dänemark und anderen Teilen Europas in den letzten 20–30 Jahren umzukehren, resultierten in der Anwendung verschiedener Management-Methoden. In dieser Studie bewerten wir die Auswirkung von zwei Management-Methoden (Viehbeweidung und Winterüberflutung) auf die Anzahl der Brutpaare von Kiebitz, Rotschenkel, Säbelschnäbler, Sandregenpfeifer und Austernfischer im Klydesø Schutzgebiet, östliches Dänemark, von 1990 bis 2001. Wir nahmen ausserdem eine Stellvertretervariable für das Winterklima in unsere Modelle auf, den Index der Nordatlantischen Oszillation (NAO), um die relative Wichtigkeit des angewendeten Managements und der Winterhärte zu quantifizieren. Die Brutvogelzahlen von Kiebitz und Säbelschnäbler nahmen signifikant mit dem Einsatz der Viehbeweidung zu, am wahrscheinlichsten aufgrund einer erhöhten Anzahl von Brutplätzen und/oder aufgrund einer verbesserten Räuberwahrnehmung. Die Brutvogelzahl der Austernfischer nahm dazu gegenläufig mit der Zunahme des von Vieh beweideteten Anteils des Schutzgebietes ab, was auf die Veränderung der Nahrungsverfügbarkeit in den beweideten Flächen zurückzuführen sein mag, aber auch auf ein erhöhtes Prädationsrisiko. Besonders die Sandregenpfeifer und Rotschenkel reagierten positiv auf die Einführung der Winterüberflutung, möglicherweise aufgrund der erhöhten Verfügbarkeit von Nahrungshabitaten. Sandregenpfeifer könnten ebenfalls eine erhöhte Brutplatz-Verfügbarkeit nach der Winterüberflutung erfahren.Die Austernfischer und Sandregenpfeifer waren von der Winterhärte beeinflusst, jedoch mit gegenläufigen Trends. Die Brutvogelzahlen der Austernfischer nahmen nach milden Wintern zu, während die der Sandregenpfeifer abnahmen. Die bleibenden Arten wurden nicht von der Winterhärte beeinflusst. Der mögliche Grund dafür wird erörtert, indem wir die Brutvogelzahlen der Kiebitze zwischen dem Klydesø Schutzgebiet und dem Tipperne Schutzgebiet im westlichen Dänemark vergleichen. Obwohl die Winterhärte für einige der Arten im Klydesø Schutzgebiet keine Wichtigkeit zu haben schien, kann sie immer noch in Gebieten wichtig sein, in denen das Management gleichbleibend ist.     

Parasitoid attack and its consequences to the development of the galling psyllid Baccharopelma dracunculifoliae

This study was aimed to determine the parasitism rates of the galling psyllid Baccharopelma dracunculifoliae (Hemiptera: Psyllidae), and the effects of parasitoid attack on gall growth dynamics. Also, life history traits of the most common parasitoid, Psyllaephagus baccharidis (Hymenoptera: Encyrtidae), are described. A cohort of galls was followed throughout its development, and a sample of galls was collected monthly from April to August 1999. Furthermore, a caging experiment was performed to determine the periods of parasitoid attack. Parasitism rates reached 45.2% at the end of gall development, and the caging experiment suggested that most of the attack occurred at the beginning of gall development. P. baccharidis was responsible for 93% of the observed parasitism. This koinobiont parasitoid attacked galls early during their development and probably stimulated nymph feeding, causing a higher growth of parasitised galls. This alteration in gall growth dynamics may have indirect, harmful consequences to the host plant, since larger galls usually are stronger nutrient sinks for the plant. Healthy nymphs of B. dracunculifoliae growing in galls with parasitised nymphs had a larger size than healthy nymphs in unparasitised clutches, regardless of nymph number. This may have unexpected beneficial consequences to the galling psyllid, since the resultant larger adults may have increased survivorship and reproductive success. These results contrast with the common view that parasitoids are always beneficial to the host plant in three-trophic systems, and koinobiont parasitoids may constitute exceptions due to their feeding behaviour.

Zusammenfassung

Diese Studie zielte darauf ab, die Parasitierungsraten der gallbildenden Psyllide Baccharopelma dracunculifoliae (Hemiptera: Psyllidae) und die Effekte des parasitoiden Befalls auf die Wachstumsdynamik der Gallen zu bestimmen. Außerdem wird die Lebensweise des häufigsten Parasitoiden Psyllaephagus baccharidis (Hymenoptera: Ecyrtidae) beschrieben. Eine Kohorte von Gallen wurde durch ihre Entwicklung verfolgt und eine Probe von Gallen monatlich von April bis August 1999 gesammelt. Darüber hinaus wurde ein Käfigexperiment durchgeführt, um die Zeitspannen des parasitoiden Befalls zu bestimmen. Die Parasitierungsraten erreichten 45.2 % am Ende der Gallentwicklung und das Käfigexperiment läßt vermuten, dass der Großteil des Befalls zu Beginn erfolgte. P. baccharidis war für 93 % der beobachteten Parasitierung verantwortlich. Dieser koinobionte Parasitoid befiel die Gallen früh in ihrer Entwicklung und stimulierte vermutlich den Fraß der Nymphe und verursachte damit ein höheres Wachstum der parasitierten Gallen. Diese Veränderung in der Wachstumsdynamik der Gallen könnte indirekte, schädliche Auswirkungen auf die Wirtspflanze haben, da größere Gallen normalerweise größere Stickstoffsenken für die Pflanze sind. Gesunde Nymphen von B. dracunculifoliae, die in Gallen mit parasitierten Nymphen wuchsen, waren unabhängig von der Nymphenzahl größer als gesunde Nymphen in nicht parasitierten Gelegen. Das könnte unerwartete positive Konsequenzen für die gallbildende Psyllide haben, da die resultierenden größeren Adulten eine erhöhte Überlebenschance und einen erhöhten reproduktiven Erfolg haben könnten. Diese Ergebnisse stehen im Widerspruch zu der allgemeinen Meinung, dass Parasitoide in tritrophischen Systemen immer positiv auf den Wirt wirken. Konobionte Parasitoide könnten aufgrund ihres Fraßverhaltens eine Ausnahme bilden.     

Seasonality of reproduction in the three largest terrestrial rodents of French Guiana forest

We investigated the main life history of the three largest terrestrial rodents of French Guiana forest: the acouchy (Myoprocta exilis), the agouti (Dasyprocta leporina) and the paca (Agouti paca), using data collected during several years. There were noticeable differences among the species in sexual maturation and degree of seasonality in reproduction. Percentage of pregnant females, births and juveniles, and body weight of juveniles decreased progressively from the acouchy, through the agouti to the paca. The acouchy was by far the most seasonal: no births occur in the period August–October, 56% of births were encountered in November–January; consequently, young form an unique cohort in the population. The agouti was also seasonal, but to a lesser degree. Newborns appeared in every period of the year in paca, without any formation of cohort of young. These differences tended to be linked to the seasonal importance of fruits in diets, the most aseasonal species having the most diversified diet during the poor fruit season.

Zusammenfassung

Jahreszeitliche Fortpflanzung von den drei größten terrestrischen Nagern im Regenwald von Französisch GuayanaDie Untersuchungen beziehen sich auf die wichtigsten Merkmale der Lebenszyklen der drei größten terrestrischen Nager, Acouchi, Aguti und Tieflandpaka, im Regenwald von Französisch Guayana, unter Verwendung von über mehrere Jahre währenden Beobachtungen, die beachtenswerte Unterschiede in bezug auf Geschlechtsreife und Fortpflanzung aufzeigen. Fortpflanzung und Populationsstruktur, wie Prozentsatz trächtiger Weibchen, Geburten, Auftreten von Jungen sowie deren Körpergewicht verringern sich kontinuierlich von Acouchis über Agutis hin zu Tieflandpakas. Während Acouchis die bei weitem am stärksten ausgeprägte jahreszeitlich gebundene Fortpflanzung mit 56% der Geburten in den Monaten November bis Januar zeigen, konnten von August bis Oktober keine Geburten beobachtet werden. Demzufolge treten die Jungen in der Population als eine einheitliche Altersklasse auf. Eine periodische Fortpflanzung zeigen auch Agutis, wenn auch weniger ausgeprägt, wohingegen bei Tieflandpakas über das gesamte Jahr hinweg Junge geboren werden, ohne jegliche Bildung von einer Altersklasse. Diese Unterschiede scheinen an die jahreszeitlich bedingte Produktion von für die Ernährung wichtigen Früchten gebunden zu sein, wobei die am wenigsten periodische Art in der früchtearmen Zeit das breiteste Nahrungsspektrum aufweist.