Common leaf life span of co-dominant species in a continuously grazed temperate pasture

Short leaf life span is thought to be associated with low construction costs and consequently short payback times. Frequent defoliation could decrease the available payback time and force individuals to decrease construction costs to maintain a positive carbon balance. Therefore, we hypothesize that dominant species of frequently grazed pastures show similar and short leaf life span. Leaf life span was measured on four co-dominant species, two grasses and two dicots, in a pasture that was intensively grazed by cattle for six years. Leaf life span was analysed in terms of its components: the phyllotherm and the number of live leaves. Phyllotherm and number of live leaves were determined in eight to 20 individuals of Lolium perenne, Poa pratensis, Taraxacum officinale and Trifolium repens, during autumn 2006 and autumn and spring 2007. Leaf life span was estimated as the product of phyllotherm and number of live leaves. After critically assessing five operational definitions of leaf death, a leaf was considered alive during the time elapsed between its appearance and the senescence of 25% of its area. In general, leaf life span did not differ between species nor was there clear evidence for seasonal effects. The leaf life span ranged between 400 and 520 growing degree days (base temperature: 4 °C). The similarity of leaf life span between species was based on different mechanisms: dicots had shorter phyllotherms and more live leaves than grasses. Observed leaf life spans were short when compared with data from plants growing in less disturbed habitats, but similar to the dominant species of grazed grasslands with a similar disturbance regime. The similarity of leaf life spans resulted in a common community-level leaf life span. It is suggested that this trait could control community-scale biogeochemical features, such as the residence time of carbon in the aboveground structural biomass of this leafy ecosystem.

ZusammenfassungEine kurze Blattlebensdauer wird im Allgemeinen mit niedrigen Blatt-Konstruktionskosten und folglich auch kurzen Rückerstattungszeiten in Verbindung gebracht. Häufige Entblätterung könnte die vorhandene Rückerstattungszeit verkürzen und die Pflanzen dazu zwingen, ihre Blatt-Konstruktionskosten zu verringern, um einen positiven Kohlenstoffhaushalt zu erhalten. Daher stellen wir die Hypothese auf, dass dominante Arten häufig beweideten Graslands eine ähnliche und kurze Blattlebensdauer aufweisen. Die Blattlebensdauer von vier co-dominanten Arten, zwei Grasarten und zwei dikotylen Arten, wurde gemessen. Diese wuchsen auf einer Weide, die seit sechs Jahren intensiv von Rindern beweidet wurde. Die Blattlebensdauer wurde bezüglich ihrer Komponenten Phyllotherm und Anzahl der lebenden Blätter analysiert. An acht bis 20 Individuen der Arten Lolium perenne, Poa pratensis, Taraxacum officinale und Trifolium repens wurden das Phyllotherm und die Anzahl der lebenden Blätter im Herbst 2006 und im Frühjahr und Herbst 2007 bestimmt. Die Blattlebensdauer wurde als das Produkt von Phyllotherm und Anzahl der lebenden Blätter berechnet. Nachdem verschiedene operationale Definitionen der Blattlebensdauer kritisch geprüft wurden, wurde der Zeitraum zwischen dem Erscheinen des Blattes und der Seneszenz von 25% der Blattfläche als Blattlebensdauer festgelegt. Im Allgemeinen unterschied sich die Blattlebensdauer weder zwischen den Arten noch gab es deutliche Anzeichen für saisonale Effekte. Die Blattlebensdauer betrug 400 bis 520 Gradtage (Basistemperatur: 4 °C). Die Ähnlichkeit der Blattlebensdauer verschiedener Arten basierte auf unterschiedlichen Mechanismen: die beiden dikotylen Arten hatten ein kürzeres Phyllotherm und mehr lebende Blätter als die beiden Grasarten. Die beobachteten Blattlebensdauern waren kurz im Vergleich zu Beobachtungen anderer Autoren in weniger gestörten Habitaten, aber ähnlich denen dominanter Arten von beweidetem Grasland mit einem ähnlichen Störungsregime. Die Ähnlichkeit der Blattlebensdauern führte zu einer uniformen Blattlebensdauer auf Ebene der Pflanzengemeinschaft. Wir vermuten, dass dieser Sachverhalt auch biogeochemische Eigenschaften der Pflanzengemeinschaft bestimmen kann, wie zum Beispiel die Verweildauer von Kohlenstoff in der oberirdischen strukturellen Biomasse dieses blattreichen Ökosystems.