Heer, Nico, Klimmek, Fabian, Kurtogullari, Yasemin, Prati, Daniel, Rieder, Nora Simone, and Boch, Steffen
Hemiparasitic plants can reduce interspecific competition by parasitizing competitive species or by reducing the density of dominant plants. However, effects of hemiparasites have been suggested to be density dependent and to follow an optimum curve, with the highest diversity values occurring at intermediate hemiparasite densities. As a proof of principle, we tested whether this holds true for the two hemiparasitic species Melampyrum arvense and M. nemorosuni. We conducted vegetation surveys in thermophilous fringe communities on the island of Saaremaa (Estonia) and tested how the local species richness of all vascular plants, and (orbs and graminoids separately, vary along density gradients of the two hemiparasitic species. In total, we investigated four spatially separated populations of M. arvense, and six separated populations of M. nemorosum. Within each population, we placed nine subplots along a Melampyrum density gradient. Using random slope, mixed-effects models, we found significant hump-shaped relationships of total vascular plant species richness with relative cover of arvense and M. nemorosum, with the highest richness values occurring at 13% and 40% cover, respectively. Starting at relatively low densities (> 29.7%) of M. arvense and relatively high densities (> 81.8%) of M. nemorosum, species richness was even lower than in plots without these hemiparasites. In contrast to results for total species richness, we found no significant effect of hemiparasite density when looking at graminoid and forb species separately. Our results help fill an important knowledge gap and underline the generality of density-dependent hemiparasite effects on local species richness. Our findings also clearly support the use of the density-gradient approach when the aim is to explore relationships between hemiparasites and species richness., Hemiparasitische Pflanzenarten betreiben Photosynthese, bilden aber Haustorien an den Wurzeln anderer Arten und entziehen so ihren Wirten Wasser, N��hrstoffe, Assimilate und sekund��re Verbindungen (ADLER 2000, CAMERON & SEEL 2007, T����ITEL et al. 2010, WESTWOOD et al. 2010). Sie k��nnen dadurch die interspezifische Konkurrenz in Pflanzengemeinschaften reduzieren, indem sie die Dichte dominanter Pflanzen verringern und generell die Produktivit��t verringern. Auf diese Weise k��nnen sie die Koexistenz erleichtern und die Stabilit��t von Pflanzengemeinschaften f��rdern (PHOENIX & PRESS 2005). Einj��hrige hemiparasitische Arten k��nnen zudem die Etablierung von Keimlingen anderer Arten f��rdern, indem sie nach dem Absterben L��cken schaffen (JOSHI et al. 2000). Die Auswirkungen von hemiparasitischen Arten auf die Diversit��t von Pflanzengemeinschaften sind jedoch umstritten. Die Tatsache, dass sowohl positive, negative als auch neutrale Effekte von Hemiparasiten auf die lokale Diversit��t gefunden wurden (GIBSON & WATKINSON 1992, AMELOOT et al. 2005, FIBICH et al. 2016), kann auf den am h��ufigsten verwendeten methodischen Ansatz zur��ckgef��hrt werden, d. h. den Vergleich von Standorten mit und ohne Hemiparasiten ("Alles-oder-Nichts-Ansatz"; z. B. GIBSON & WATKINSON 1992, FIBICH et al. 2016). Entgegen der intuitiven Erwartung einer rein linearen negativen Beziehung zwischen einer dominanten Pflanzenart und dem Artenreichtum einer Pflanzengemeinschaft hat sich jedoch gezeigt, dass Effekte von Hemiparasiten h��chstwahrscheinlich dichteabh��ngig sind und einer Optimumskurve folgen, wobei die h��chste Diversit��t bei mittleren Hemiparasitendichten auftreten (z. B. gezeigt f��r Rhinanthus alectorolophus (Scop.) Pollich; HEER et al. 2018). Dies legt nahe, dass der "Alles-oder-Nichts"-Ansatz f��r die Untersuchung von Hemiparasiten-Effekten auf den Artenreichtum irref��hrend sein kann, da dieser den Dichtegradienten von Hemiparasiten nicht erfasst. Ob diese Zusammenh��nge auch f��r andere Hemiparasiten als Rhinanthus spp. gelten, wie Melampyrum spp., wurde jedoch bislang noch nicht untersucht. Um diese Wissensl��cke zu schlie��en, untersuchten wir die Vegetation an zehn Standorten in zwei Regionen auf der Insel Saaremaa (Estland). Wir testeten, wie der lokale Artenreichtum von (1) allen Gef����pflanzen und (2) Kr��utern und Grasartigen separat, entlang von Dichtegradienten der beiden Hemiparasiten Melampyrum arvense und M. nemorosum variiert