Advanced

Waterfowl herbivory on submerged macrophytes in eutrophic lakes

Sandsten, Håkan LU (2002)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Sjöfåglar påverkar undervattensväxter



Liksom korna på betesmarken betar och påverkar växter på olika sätt, kan växtätande sjöfåglar påverka växter i sjöar. Svanar, sothönor och änder äter ofta undervattensväxter och jag har undersökt hur växterna påverka's av detta.



Fågelsjöar är ofta näringsrika grunda sjöar, där växtproduktionen dominera's av undervattensväxter. Olika mekanismer som minskar vattnet's grumlighet gör att undervattensväxterna bidrar till att vattnet blir klart. Vanligtvi's leder övergödning till att fytoplankton gynna's och undervattensväxter missgynna's, men i ett visst näringsintervall kan vissa sjöar skifta mellan grumligt och klart vatten.... (More)
Popular Abstract in Swedish

Sjöfåglar påverkar undervattensväxter



Liksom korna på betesmarken betar och påverkar växter på olika sätt, kan växtätande sjöfåglar påverka växter i sjöar. Svanar, sothönor och änder äter ofta undervattensväxter och jag har undersökt hur växterna påverka's av detta.



Fågelsjöar är ofta näringsrika grunda sjöar, där växtproduktionen dominera's av undervattensväxter. Olika mekanismer som minskar vattnet's grumlighet gör att undervattensväxterna bidrar till att vattnet blir klart. Vanligtvi's leder övergödning till att fytoplankton gynna's och undervattensväxter missgynna's, men i ett visst näringsintervall kan vissa sjöar skifta mellan grumligt och klart vatten. Det sker utan att tillskottet av näring förändra's. Man säger att sjöarna har två alternativa stabila stadier. De flesta människor tycker bättre om klart vatten än grumligt och artrikedomen av flora och fauna är också högre i sjöar med klart vatten. Därför är det intressant att studera vilka faktorer som påverkar undervattensväxter, så att man kan förstå och lättare styra sjöarna så att de får klart vatten.



Jag har med hjälp av experiment i fält studerat hur biomassan (mängden) av undervattensväxter reducera's av betande sjöfåglar. Genom att stänga ute sjöfåglar från vissa områden och följa vegetationen i och utanför dessa har jag kunnat studerat tidsmässiga och rumsliga mönster i fåglarna's påverkan.



Tidpunkten för betningen kan teoretiskt sett vara viktig. Om en liten biomassa konsumera's när plantorna är små kan det ha stor negativ effekt eftersom en stor del av plantan blir uppäten. Denna del representerar en stor framtida produktion. Senare, när plantorna är stora, kan de bättre tåla att en stor biomassa konsumera's. Jag fann att tidig konsumtion i en sjö med lite vegetation var mycket negativ för de små plantorna, medan tidig konsumtion i sjöar med rik vegetation inte förhindrade tillväxten på samma sätt. Troligen fann's det i sjöarna med rik vegetation tillräckligt med övervintringsorgan i sedimentet för att säkerställa en lyckad vårtillväxt.



Även om sjöfåglarna inte hotade förekomsten av växter i sjöar med rik vegetation, var de rumsliga effekterna intressanta. Betningen var störst på vindskyddade ställen i sjön, samt nära vassen, vilket kan bero på att fåglarna gillar lugnt vatten och skyddet från rovdjur i vassen. Detta kan påverka vegetationsutbredningen i sjöar med mycket undervattensväxter.



En annan rumslig effekt var att fåglarna helst betar på medeldjupt vatten. Jag fann att biomassan reducerade's mest på medeldjupt vatten av höstflyttande svanar, änder och sothönor. Biomassan bestod av rotknölar, d.v.'s. övervintringsorgan ho's undervattensväxten borstnate (Potamogeton pectinatu's). Det är framförallt svanar som gräver efter knölarna i sjöbottnen. De trampar vatten så att en vattenström sköljer bort sedimentet och rotknölarna frilägg's. Änder och sothönor cirklar runt svanarna för att sno åt sig missade rotknölar. Både alltför grunt och djupt vatten försvårar svanarna's födosök.



Även om sjöfåglarna reducerar upp till 90% av rotknölarna's biomassa på hösten, lycka's borstnate ändå etablera sig året därpå. Det är till och med så att en annan art, ålnate (Potamogeton perfoliatu's), inte klarar sig på medeldjupt vatten. Den växer bara på djupt och grunt vatten om man inte skyddar den från betning. Om man gör det, växer den utan problem även på medeldjupt vatten. Sjöfåglarna's betning påverkar alltså konkurrensen mellan borst- och ålnate. Mekanismen bakom detta är troligen att borstnate övervintrar med små runda rotknölar som tål att sedimentet gräv's upp, medan ålnate övervintrar med långa sköra tjocka rötter som går sönder när svanarna's gräver i sedimentet. Sjöfågelbetning kan därför vara en mekanism bakom djuputbredningen av olika arter av undervattensväxter.



Borstnate's rotknölar varierar i storlek från några milligram till flera gram. Det är lite förvånande eftersom det borde finna's en optimal storlek där växten får ut maximalt antal av konkurrenskraftiga rotknölar. Men de knölar som ligger djupt i sedimentet eller på djupt vatten behöver vara stora för att plantan ska nå ljuset. Konkurren's mellan stora och små knölar som ligger nära varandra i sedimentet borde gynna produktionen av stora knölar, men det visade sig att det inte är den absoluta skillnaden i knölstorlek, utan den relativa, som bestämmer utgången av konkurrensen. Även en liten knöl kan vara dubbelt så stor som en annan och därmed ha en stor konkurrensfördel. Detta är troligen orsaken till att borstnate också producerar små knölar.



Den här avhandlingen har visat att sjöfåglar på olika sätt påverkar vegetationen i eutrofa sjöar. På grund av undervattensväxterna's stora inverkan på sjön's ekosystem är därför fåglar en faktor att räkna med inom limnologin. (Less)
Abstract
Submerged macrophytes are thought to stabilize clear-water states of shallow lakes. The aim of this thesis was to elucidate how waterfowl herbivory can affect abundance, distribution and species composition of submerged macrophytes in eutrophic lakes. I found that in a lake with sparse vegetation, which was in a colonization phase, small plants were uprooted and large plants were heavily grazed upon. In three macrophyte-dominated lakes, grazing did not reduce biomass severely. This suggests that the risk of waterfowl grazing causing lakes to enter a turbid state is low at moderate waterfowl densities, unless the amount of vegetation is sparse or in a phase of colonization. However, waterfowl grazing can have differentiated effects on... (More)
Submerged macrophytes are thought to stabilize clear-water states of shallow lakes. The aim of this thesis was to elucidate how waterfowl herbivory can affect abundance, distribution and species composition of submerged macrophytes in eutrophic lakes. I found that in a lake with sparse vegetation, which was in a colonization phase, small plants were uprooted and large plants were heavily grazed upon. In three macrophyte-dominated lakes, grazing did not reduce biomass severely. This suggests that the risk of waterfowl grazing causing lakes to enter a turbid state is low at moderate waterfowl densities, unless the amount of vegetation is sparse or in a phase of colonization. However, waterfowl grazing can have differentiated effects on different species of macrophytes, with consequences for species composition. In autumns, migrating waterfowl can reduce belowground tubers of Potamogeton pectinatus substantially, and particularly at intermediate water depth. Mainly large waterfowl (swans) dig in the sediment and their foraging lower the competitive ability of P. perfoliatus, and P. pectinatus can dominate the heavily grazed areas. It seems like P. pectinatus, at least partly, can compensate for the reductions of tubers in autumn by producing more tubers per plant the next summer. Direct effects of waterfowl herbivory can thus be a mechanism, behind plant species depth distribution. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Dr Søndergaard, Martin
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
limnology, Marinbiologi, limnologi, Hydrobiology, Växtekologi, Plant ecology, akvatisk ekologi, Djurekologi, Animal ecology, Anas, Fulica atra, Cygnus, alternative stable states, water depth, distribution, plant species composition, hydrophytes, propagule size, Herbivory, tuber, Potamogeton, marine biology, aquatic ecology
pages
134 pages
publisher
Håkan Sandsten, Ecology Building, 22362 Lund, Sweden,
defense location
Blue Hall, Ecology Building, Lund
defense date
2002-03-08 13:15
external identifiers
  • Other:ISRN: SE-LUNBDS/NBLI-02/1048+134pp
ISBN
91-7105-169-4
language
English
LU publication?
yes
id
32da1f88-7eeb-42f1-85af-882f7e4be5e0 (old id 464379)
date added to LUP
2007-09-06 15:45:27
date last changed
2016-09-19 08:45:14
@misc{32da1f88-7eeb-42f1-85af-882f7e4be5e0,
  abstract     = {Submerged macrophytes are thought to stabilize clear-water states of shallow lakes. The aim of this thesis was to elucidate how waterfowl herbivory can affect abundance, distribution and species composition of submerged macrophytes in eutrophic lakes. I found that in a lake with sparse vegetation, which was in a colonization phase, small plants were uprooted and large plants were heavily grazed upon. In three macrophyte-dominated lakes, grazing did not reduce biomass severely. This suggests that the risk of waterfowl grazing causing lakes to enter a turbid state is low at moderate waterfowl densities, unless the amount of vegetation is sparse or in a phase of colonization. However, waterfowl grazing can have differentiated effects on different species of macrophytes, with consequences for species composition. In autumns, migrating waterfowl can reduce belowground tubers of Potamogeton pectinatus substantially, and particularly at intermediate water depth. Mainly large waterfowl (swans) dig in the sediment and their foraging lower the competitive ability of P. perfoliatus, and P. pectinatus can dominate the heavily grazed areas. It seems like P. pectinatus, at least partly, can compensate for the reductions of tubers in autumn by producing more tubers per plant the next summer. Direct effects of waterfowl herbivory can thus be a mechanism, behind plant species depth distribution.},
  author       = {Sandsten, Håkan},
  isbn         = {91-7105-169-4},
  keyword      = {limnology,Marinbiologi,limnologi,Hydrobiology,Växtekologi,Plant ecology,akvatisk ekologi,Djurekologi,Animal ecology,Anas,Fulica atra,Cygnus,alternative stable states,water depth,distribution,plant species composition,hydrophytes,propagule size,Herbivory,tuber,Potamogeton,marine biology,aquatic ecology},
  language     = {eng},
  pages        = {134},
  publisher    = {ARRAY(0x8b3f138)},
  title        = {Waterfowl herbivory on submerged macrophytes in eutrophic lakes},
  year         = {2002},
}