Eutrophication and Consumer Control of New England Salt Marsh Primary Productivity

Authors


Abstract

Abstract:  Although primary productivity in salt marshes is thought to be controlled by physical forces, recent evidence suggests that human disturbances can drive a switch to consumer control in these ecologically valuable ecosystems. We tested the hypothesis that nitrogen enrichment can trigger consumer control in salt marshes in Narragansett Bay, Rhode Island, with (1) a field experiment in which we manipulated nutrient availability (with nutrient additions) and insect herbivory (with insecticide application), (2) a survey of 20 salt marshes that examined the relationship between marsh nutrient status and herbivore pressure, and (3) insect herbivore removal at high and low nutrient input sites to directly test the hypothesis that nutrient enrichment is increasing insect herbivory in these marshes. Experimental nitrogen eutrophication initially increased plant productivity but eventually led to reduced plant biomass due to insect herbivory, and our surveys revealed that marsh nitrogen supply was a good predictor of herbivore damage to plants. Insects had minimal impacts on primary productivity in pristine marshes, but suppressed primary productivity in eutrophic salt marshes by 50–75%. Thus, eutrophication is currently triggering consumer suppression of primary productivity in New England salt marshes and may ultimately jeopardize the ecological and societal services these systems provide.

Abstract

Resumen:  Aunque se piensa que la productividad primaria en las marismas está controlada por factores físicos, la evidencia sugiere que las perturbaciones humanas pueden derivar hacia el control de consumidores en estos ecosistemas ecológicamente valiosos. Probamos la hipótesis que el enriquecimiento de nitrógeno puede disparar el control de consumidores en marismas de la Bahía Narragansett, Rhode Island, con (1) un experimento de campo en el que manipulamos la disponibilidad de nutrientes (mediante la adición de nutrientes) y la herbivoría de insectos (mediante la aplicación de insecticida), (2) el muestreo de 20 marismas para examinar la relación entre el estatus de nutrientes y la presión de herbivoría y (3) la remoción de la herbivoría de insectos en sitios con alta y baja aportación de nutrientes para probar, directamente, la hipótesis que el enriquecimiento de nutrientes está incrementando la herbivoría de insectos en estas marismas. La eutrofización experimental de nitrógeno incrementó la productividad de plantas inicialmente pero eventualmente derivó a la reducción de la biomasa de plantas debido a la herbivoría de insectos, y nuestros muestreos revelaron que la reserva de nitrógeno en la marisma fue un buen pronosticador del daño de herbívoros a las plantas. Los insectos tuvieron impacto mínimo sobre la productividad primaria en las marismas prístinas, pero suprimieron entre 50 y 75% de la productividad primaria en marismas eutróficas. Por lo tanto, la eutrofización está generando la supresión de consumidores de la productividad primaria en marismas de Nueva Inglaterra y en última instancia puede hacer que peligren los servicios ecológicos y sociales que estos sistemas proporcionan.

Ancillary