Protocole expérimental pour l'hétérogénéité du sol Manipulation des plantes induite

L'un des principaux objectifs de l'écologie des communautés est d'expliquer et prédire les processus régissant les réunions de la communauté. Toutefois, les communautés végétales sont souvent plus diversifié que prévu par la théorie de la coexistence ^1, et les écologistes de restauration ont besoin de comprendre les mécanismes de coexistence pour restaurer avec succès diverses communautés autochtones ^2. Hétérogénéité environnementale est un mécanisme théorique important qui peut aider à expliquer les niveaux élevés de diversité de la communauté, mais des manipulations expérimentales de l'hétérogénéité sont rares ³ et se concentrer sur l'hétérogénéité biologique (par exemple examiné dans Lundholm ^4). Théorie qui intègre l'hétérogénéité suppose généralement que l'hétérogénéité est extrinsèque à la communauté d'assemblage. Hétérogénéité extrinsèque est régie par des facteurs tels que la typologie des paysages, qui sont indépendants de la composition de la communauté. Hétérogénéité extrinsèque peut entraîner la coexistence à travers la séparation des niches (Reviemarier à Melbourne et al. ^3, par exemple Pacala et Tilman ⁵ et Chesson ^6). Cependant, une grande partie de l'hétérogénéité environnementale pertinente pour les communautés de plantes peut être intrinsèque à la communauté, le développement de la communauté et assemble selon l'identité de l'espèce dans la communauté. Hétérogénéité intrinsèque peut résulter d'évaluations biotiques, ce qui peut conduire à la coexistence par fréquence dépendance négative (par exemple, Bever et al. ^7). Ici, nous décrivons une nouvelle méthode pour manipuler l'hétérogénéité du sol induite par plante, un type de l'hétérogénéité du sol qui est intrinsèque à la communauté et pose de rétroactions plantes-sol.

Évaluations plante-sol (PSF) se produire lorsque les plantes influencer la structure du sol, la chimie ou le biote de manière qui affecte la performance subséquente de la plante dans ce sol, et PSF avoir des effets importants moyens sur la performance des usines dans les communautés de plantes indigènes ⁸. Études de PSF ont généralement soit recueilli des sols sur le terrain ou les sols climatisées expérimentalement, a ensuite demandé comment les plantes produisent dans le sol par rapport à la même espèce hétérospécifiques ou stérilisé sol ^9. Si les plantes obtiennent de meilleurs résultats dans le sol de la même espèce par rapport à la référence des sols, alors PSF sont positifs, alors que si les plantes obtiennent de meilleurs résultats dans les sols de référence, PSF sont négatifs. PSF négative réciproque peut conduire à la coexistence dépendant de la fréquence entre les espèces ^7. Alors que les effets moyens de PSF sont bien caractérisés ^8, les effets de l'hétérogénéité spatiale dans PSF sont mal comprises ^10.

Parce que PSF se produire à l'échelle de plantes individuelles ⁷ et parce que les plantes sont souvent distribués de façon non aléatoire dans l'espace et le temps, PSF sont susceptibles de conduire à l'hétérogénéité du sol, que nous appelons l'hétérogénéité du sol induite usine. Contrairement à de nombreuses autres formes d'hétérogénéité (par exemple paysage topologie), ce heterogeneity est intrinsèque à la communauté d'assemblage et peut ainsi influencer assemblée communautaire différemment que les formes plus extrinsèques de l'hétérogénéité. Afin de comprendre l'influence de cette forme d'hétérogénéité sur la performance de l'usine et de la coexistence, nous avons besoin de méthodes expérimentales qui manipulent l'hétérogénéité du sol induite par plante. Ici, nous démontrons une telle méthode, qui utilise les sols conditionnés par deux espèces de créer un traitement hétérogène avec des plaques séparées à partir de deux origines de sol et un traitement homogène, qui est un mélange des deux origines de sol. Ce mélange des sols pourrait représenter au moins les deux scénarios dans le domaine: (1) perturbation (par exemple des rongeurs, agriculture) qui mélangent les sols de différentes origines ou (2) les plantes de deux espèces qui poussent dans la proximité, de sorte que leurs zones d'influence de la racine s'entremêlent et homogénéiser.

Nous présentons deux expériences exemple qui utilisent l'hétérogénéité du sol induite usine pour répondre aux questions clés au leve différentels de l'organisation écologique: (1) Les populations de plantes répondent à planter induite par l'hétérogénéité du sol? et (2) Les plantes individuelles répondre à l'hétérogénéité des sols induite par l'usine? Nous décrivons une expérience sur le terrain à partir de 6 patchs de sol pour répondre à la première question et une expérience à effet de serre en utilisant deux plaques de sol pour répondre à la deuxième question. Quantifier à la fois la population et les réponses des plantes individuelles à l'hétérogénéité du sol est essentielle pour comprendre comment ensemble des influences de l'hétérogénéité de la communauté.