Interactive Effects of Harvest and Deer Herbivory on the Population Dynamics of American Ginseng

Authors


Current address: Forest Systems Field Station, Missouri Department of Conservation, 551 Joe Jones Boulevard, West Plains, MO 65775, U.S.A, email susan.farrington@mdc.mo.gov

Abstract

Abstract: Few demographic models for any species consider the role of multiple, interacting ecological threats. Many forest herbs are heavily browsed by white-tailed deer (Odocoileus virginianus) and a number of these are also harvested for the medicinal, floral, or horticultural trades. Previous studies of the viability of American ginseng (Panax quinquefolius) have separately examined the effects of harvesting and deer herbivory. We followed individually marked ginseng plants in 6 populations for 8 years and documented deer browse levels, conducted helicopter surveys to estimate the deer herd size, and documented 2 ginseng harvests. We used this long-term data set to develop a stochastic demographic model that quantified the separate and interactive role of these threats to ginseng viability. Although harvesting and deer herbivory negatively affected ginseng population growth, their effects were not additive. Deer herbivory negatively affected population growth in the absence but not in the presence of harvesting. Life table response experiments revealed that in the presence of harvesting, deer herbivory had some positive effects on vital rates because browsed plants were less apparent to harvesters. Ginseng populations that were harvested responsibly (i.e., planting seeds from harvested individuals) had higher growth rates than those that were harvested irresponsibly. We concluded that both deer populations and harvesting must be managed to ensure sustainable populations of American ginseng. Our findings underscore the importance of long-term monitoring to assess threats to viability and the need for a broad ecological understanding of the complexity of ecosystem management.

Abstract

Resumen: Pocos modelos demográficos para cualquier especie consideran el papel de múltiples amenazas ecológicas interactuantes. Muchas hierbas de bosque son forrajeadas intensamente por venados cola blanca (Odocoileus virginianus) y algunas también son cosechadas para el mercado medicinal, floral u hortícola. Estudios previos de la viabilidad del ginseng americano (Panax quinquefolius) han examinado separadamente los efectos de la cosecha y de la herbivoría de venados. Monitoreamos plantas de ginseng marcadas en seis poblaciones durante ocho años y documentamos el nivel de forrajeo, realizamos muestreos en helicóptero para estimar el tamaño de la manada de venados y documentamos dos cosechas de ginseng. Utilizamos estos datos de largo plazo para desarrollar un modelo demográfico estocástico que cuantificó el papel separado e interactivo de estas amenazas a la viabilidad del ginseng. Aunque la cosecha y la herbivoría de venados afectaron negativamente al crecimiento de la población de ginseng, sus efectos no fueron aditivos. La herbivoría afecto negativamente al crecimiento poblacional en ausencia pero no en presencia de cosecha. Los experimentos de respuesta de tabla de vida revelaron que, en presencia de cosecha, la herbivoría de venados tenía algunos efectos positivos sobre tasas vitales porque las plantas forrajeadas fueron menos aparentes para los cosecheros. Las poblaciones de ginseng que fueron cosechadas responsablemente (i. e., sembrando semillas de individuos cosechados) tuvieron tasas de crecimiento más altas que las que fueron cosechadas irresponsablemente. Concluimos que se debe manejar tanto a las poblaciones de venados como la cosecha para asegurar poblaciones sustentables de ginseng americano. Nuestros resultados acentúan la importancia del monitoreo a largo plazo para evaluar las amenazas a la viabilidad y de la necesidad de un mayor entendimiento ecológico de la complejidad del manejo de ecosistemas.

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