Long‐term experimental drought alters floral scent and pollinator visits in a Mediterranean plant community despite overall limited impacts on plant phenotype and reproduction
Pollinators are declining globally, with climate change implicated as an important driver. Climate change can induce phenological shifts and reduce floral resources for pollinators, but little is known about its effects on floral attractiveness and how this might cascade to affect pollinators, polli...
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| Published in: | The Journal of ecology Vol. 110; no. 11; pp. 2628 - 2648 |
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| Main Authors: | , , , , , , , , , , , |
| Format: | Journal Article |
| Language: | English |
| Published: |
Oxford
Blackwell Publishing Ltd
01-11-2022
Wiley |
| Subjects: | |
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| Summary: | Pollinators are declining globally, with climate change implicated as an important driver. Climate change can induce phenological shifts and reduce floral resources for pollinators, but little is known about its effects on floral attractiveness and how this might cascade to affect pollinators, pollination functions and plant fitness.
We used an in situ long‐term drought experiment to investigate multiple impacts of reduced precipitation in a natural Mediterranean shrubland, a habitat where climate change is predicted to increase the frequency and intensity of droughts. Focusing on three insect‐pollinated plant species that provide abundant rewards and support a diversity of pollinators (Cistus albidus, Salvia rosmarinus and Thymus vulgaris), we investigated the effects of drought on a suite of floral traits including nectar production and floral scent. We also measured the impact of reduced rainfall on pollinator visits, fruit set and germination in S. rosmarinus and C. albidus.
Drought altered floral emissions of all three plant species qualitatively, and reduced nectar production in T. vulgaris only. Apis mellifera and Bombus gr. terrestris visited more flowers in control plots than drought plots, while small wild bees visited more flowers in drought plots than control plots. Pollinator species richness did not differ significantly between treatments. Fruit set and seed set in S. rosmarinus and C. albidus did not differ significantly between control and drought plots, but seeds from drought plots had slower germination for S. rosmarinus and marginally lower germination success in C. albidus.
Synthesis. Overall, we found limited but consistent impacts of a moderate experimental drought on floral phenotype, plant reproduction and pollinator visits. Increased aridity under climate change is predicted to be stronger than the level assessed in the present study. Drought impacts will likely be stronger and this could profoundly affect the structure and functioning of plant–pollinator networks in Mediterranean ecosystems.
Résumé
Le changement climatique est une des causes importantes du déclin des pollinisateurs. Il peut notamment provoquer une réduction de la production de ressources florales et des décalages phénologiques entre les périodes de floraison et d'activité des pollinisateurs. Cependant les effets du changement climatique sur l'attractivité des fleurs, et les conséquences sur les interactions plantes‐pollinisateurs, les fonctions de pollinisation et la reproduction des plantes restent peu connus.
Nous avons mené une expérimentation in situ simulant une intensification de la sécheresse à long terme pour mesurer les multiples impacts de la réduction des précipitations dans une communauté végétale Méditerranéenne caractéristique de la garrigue écorchée. Dans cet habitat, les prédictions climatiques se caractérisent par une augmentation de la fréquence et de l'intensité des épisodes de sécheresse. Nous avons centré nos mesures sur trois espèces parmi les plus abondantes et fournissant la plus grande quantité de ressources florales pour les pollinisateurs (Cistus albidus, Salvia rosmarinus et Thymus vulgaris). Nous avons mesuré un ensemble de trait floraux, y compris la production de nectar et l'émission d'odeurs florales sur les plantes en conditions de sécheresse ou sous précipitations naturelles (contrôle). Nous avons également mesuré l'effet de la réduction des précipitations sur les visites des pollinisateurs, la production de fruits et la germination chez S. rosmarinus et C. albidus.
La réduction des précipitations a provoqué une altération des odeurs florales des trois espèces de plantes, ainsi qu'une réduction de la production de nectar chez T. vulgaris. Apis mellifera et Bombus gr. terrestris ont visité plus de fleurs dans les parcelles contrôle que dans les parcelles en conditions de sécheresse, alors que les petites abeilles sauvages ont montré un comportement opposé. La richesse spécifique des pollinisateurs n'était pas significativement différente entre les deux traitements. Finalement, la production de fruits et de graines de S. rosmarinus et C. albidus n'étaient pas significativement modifiées par le traitement. Enfin, les graines issues de plantes en conditions de sécheresse ont germé légèrement plus lentement chez S. rosmarinus, et avec un taux de germination légèrement plus faible chez C. albidus.
Synthèse. Globalement, la réduction des précipitations, relativement modérée, a provoqué des effets limités mais consistants sur les traits floraux, ainsi que sur les visites des pollinisateurs et sur la reproduction des plantes. L'intensification prédite des épisodes de sécheresse dans cette région est plus importante que celle testée dans cette étude. Les impacts seront donc probablement plus forts, avec des conséquences possibles importantes sur la structure et le fonctionnement des réseaux de pollinisation dans les écosystèmes méditerranéens.
In the Mediterranean Basin, climate change is causing an intensification of drought intensity and frequency. Our community‐level in situ measures showed that drought altered floral scent with changes in plant–pollinator interactions and limited impacts on plant reproduction. We discuss why the context of our study—an exceptionally wet year—may have led to limited effects of drought. (A) Sampling of floral scent in the study site equipped with rainfall exclusion plots and control plots. (B, C) Two wild bee species of small body size and (D) Apis mellifera, the managed honeybee, which has a large body size, collecting floral resources on Salvia rosmarinus. |
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| ISSN: | 0022-0477 1365-2745 |
| DOI: | 10.1111/1365-2745.13974 |