Decreased summer water table depth affects peatland vegetation

Climate change can be expected to increase the frequency of summer droughts and associated low water tables in ombrotrophic peatlands. We studied the effects of periodic water table drawdown in a mesocosm experiment. Mesocosms were collected in Southern Sweden, and subsequently brought to an experimental field in the Netherlands. Two water table treatments were applied: one with constant water tables at 5 cm below the moss surface, and one in which the water table was allowed to drop, resulting in water tables fluctuating between 5 and 21 cm below the moss surface. Sphagnum growth, as well as Sphagnum   and vascular plant abundance, were assessed for 212 years. Our results show that the abundance of graminoid species increased most in the constant water table treatment. In contrast, ericoid species cover increased when water tables were allowed to fluctuate. Furthermore, Sphagnum cuspidatum production decreased with fluctuating summer water tables, while Sphagnum magellanicum responded oppositely. From these results we conclude that increased occurrence of periods with low water tables may bring about a shift in dominant Sphagnum species as well as a shift from graminoid to ericoid vascular plant cover, resembling the shift from hollow to lawn or hummock vegetation. The difference in response within functional groups (vascular plants, Sphagnum) may add to the resilience of the ecosystem.

ZusammenfassungEs wird erwartet, dass die Klimaveränderung zu einer zunehmenden Häufigkeit von Sommertrockenheit und den damit verbundenen niedrigen Wasserständen in Regenwassermooren führt. Wir untersuchten die Auswirkungen einer periodischen Absenkung des Wasserspiegels in einem Mesokosmos-Experiment. Die Mesokosmen wurden in Südschweden gesammelt und anschließend zu einem Experimentierfeld in die Niederlande gebracht. Es wurden zwei Wasserspiegelbehandlungen durchgeführt: Eine mit einem konstanten Wasserstand fünf Zentimeter unterhalb der Moosoberfläche und eine bei der dem Wasserstand erlaubt wurde abzufallen, was zu Wasserständen führte, die zwischen 5 und 21 cm unterhalb der der Moosoberfläche fluktuierten. Das Sphagnum-Wachstum und die Abundanzen von Sphagnum und Gefäßpflanzen wurden über einen Zeitraum von zweieinhalb Jahren beobachtet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Abundanzen von grasartigen Arten bei konstantem Wasserspiegel am meisten stieg. Im Gegensatz dazu nahm die Deckung der heideartigen Pflanzen zu, wenn dem Wasserspiegel erlaubt wurde zu fluktuieren. Darüber hinaus nahm die Produktion von S. cuspidatum bei fluktuierenden Sommerwasserständen ab, während S. magellanicum entgegengesetzt reagierte. Aus diesen Ergebnissen schließen wir, dass ein zunehmendes Auftreten von Zeiträumen mit niedrigen Wasserstand eine Veränderung bei den dominanten Sphagnumarten, als auch eine Verschiebung in der Deckung von grasartigen zu heideartigen Gefäßpflanzen mit sich bringt, die der Verschiebung von Senken- zu Rasen- oder Hügelvegetation ähnelt. Die Unterschiede in den Reaktionen der funktionalen Gruppen (Gefäßpflanzen, Sphagnum) könnten zu einer Widerstandsfähigkeit des Ökosystems beitragen.