Soil Turnover Rate as Influenced by

Soil Turnover Rate as Influenced by Crab Burrowing
One of the most important ecological functions of animal bioturbators is to perform soil turnover that in turn causes vertical and horizontal transfer of nutrients in the soil. Several studies have examined the soil-excavating rate of single crab species in salt marshes (Takeda and Kurihara 1987; Iribarne and others 1997; Botto and Iribarne 2000; Gutierrez and others 2006; Fanjul and others 2007). In this study, soil excavated per unit area in Phragmites and Spartina marshes and mudflats was, respectively3.11, 2.74, and 4.25 times that deposited into burrow mimics. The ratio for mudflats was slightly higher than that (3.17) estimated by Gutierrez and others (2006). Rates of soil and C transported by crabs in our study (soil excavated: 490.27 g m-2 d-1; soil deposited: 115.32 g m-2 d-1; total C excavated:7.33 g m-2 d-1; and total C deposited: 1.82g m-2 d-1) were close to those of Gutierrez and others(2006) (soil excavated: 547.08 g. m-2 d-1; soil deposited: 172.79 g m-2 d-1; total C excavated: 10.28 g m-2 d-1; and total C deposited: 4.15 g m-2d-1), but much higher than those reported by Montague (1982) (soil excavated: 6.07 g m-2 d-1; soil deposited: data unavailable; total C excavated: 0.65 g m-2 d-1; and total C deposited: 0.08g m-2 d-1). However, turnover times (Table 2) in this study are obviously much longer than the estimates given by Takeda and Kurihara (1987). Their estimated turnover time for the top 40 of cm soil by H. tridens is 34.4 d.Why is soil turnover so different among the studies conducted at different sites? Crab species and density largely determine soil turnover. In the salt marshes of Natori River (Japan), H. tridens has a larger body size (3 cm in carapace width) and high density (up to 70 burrows m-2), and thus has great excavating ability (Takeda and Kurihara 1987). In Mar Chiquita coastal lagoon (Argentina), the dominant crab species Chasmagnathus granulatus also has both large body size (up to 4 cm in carapace width) and high density (ca. 70 individual m-2), and hence exhibits a great excavating ability (Gutierrez and others 2006; Iribarne and others 1997). Although the density of Uca pugnax is up to 80 individual m-2 in the salt marshes in Georgia (USA), the excavating ability of U. pugnax is rather weak due to its small body size, 2.3 cm in carapace width (Montague1982). In our study site, the dominant crab species in the salt marshes included S. dehaani, Helice tientsinensis,and U. arcuata, all of which had rather large body sizes (>3.0 cm in carapace width).Burrow density in the salt marsh was about 40 burrows m-2. Crab communities here showed a medium capacity for soil turnover compared to the crabs examined in other studies. Alternatively, the differences quoted here might be less a characteristic of the crabs than what they might reflect for the differences of the methods and study sites. Measuring methods could, to a certain degree, affect the results. We determined the soil turnover through measuring the amounts of crab excavation, whereas Takeda and Kurihara (1987) determined soil turnover by assuming that the volume of new burrows was equal to the volume of soil carried to the surface by crabs, which might have neglected the contribution of loosening soil and overestimated the turnover rate. Therefore, it is unlikely, with just a few studies done on excavated sediment, to draw any global conclusions about soil turnover through crab burrowing. This is still an open question that is worth answering by setting up the same study in widely varying sites. It is worth noting that crab excavating ability at our study site was considerably lower than that in Argentina and Japanese marshes perhaps because overharvesting of commercial crabs at Dongtan might have led to reduced diversity and density of crabs, and hence decreased burrowing performance.Although the exact data on commercial crab harvesting at Dongtan are unfortunately unavailable, the harvesting intensity has been so high over the last decades that crab species that used to be common have become less abundant (Xu and Zhao 2005). Obviously, it is urgent to take effective measures against overharvesting crabs so that their bioturbation can be maintained to make the salt marshes function as ecosystem service providers.

Results (Thai) 1:

อัตราการหมุนเวียนของดินได้รับอิทธิพลจากการขุดปูOne of the most important ecological functions of animal bioturbators is to perform soil turnover that in turn causes vertical and horizontal transfer of nutrients in the soil. Several studies have examined the soil-excavating rate of single crab species in salt marshes (Takeda and Kurihara 1987; Iribarne and others 1997; Botto and Iribarne 2000; Gutierrez and others 2006; Fanjul and others 2007). In this study, soil excavated per unit area in Phragmites and Spartina marshes and mudflats was, respectively3.11, 2.74, and 4.25 times that deposited into burrow mimics. The ratio for mudflats was slightly higher than that (3.17) estimated by Gutierrez and others (2006). Rates of soil and C transported by crabs in our study (soil excavated: 490.27 g m-2 d-1; soil deposited: 115.32 g m-2 d-1; total C excavated:7.33 g m-2 d-1; and total C deposited: 1.82g m-2 d-1) were close to those of Gutierrez and others(2006) (soil excavated: 547.08 g. m-2 d-1; soil deposited: 172.79 g m-2 d-1; total C excavated: 10.28 g m-2 d-1; and total C deposited: 4.15 g m-2d-1), but much higher than those reported by Montague (1982) (soil excavated: 6.07 g m-2 d-1; soil deposited: data unavailable; total C excavated: 0.65 g m-2 d-1; and total C deposited: 0.08g m-2 d-1). However, turnover times (Table 2) in this study are obviously much longer than the estimates given by Takeda and Kurihara (1987). Their estimated turnover time for the top 40 of cm soil by H. tridens is 34.4 d.Why is soil turnover so different among the studies conducted at different sites? Crab species and density largely determine soil turnover. In the salt marshes of Natori River (Japan), H. tridens has a larger body size (3 cm in carapace width) and high density (up to 70 burrows m-2), and thus has great excavating ability (Takeda and Kurihara 1987). In Mar Chiquita coastal lagoon (Argentina), the dominant crab species Chasmagnathus granulatus also has both large body size (up to 4 cm in carapace width) and high density (ca. 70 individual m-2), and hence exhibits a great excavating ability (Gutierrez and others 2006; Iribarne and others 1997). Although the density of Uca pugnax is up to 80 individual m-2 in the salt marshes in Georgia (USA), the excavating ability of U. pugnax is rather weak due to its small body size, 2.3 cm in carapace width (Montague1982). In our study site, the dominant crab species in the salt marshes included S. dehaani, Helice tientsinensis,and U. arcuata, all of which had rather large body sizes (>3.0 cm in carapace width).Burrow density in the salt marsh was about 40 burrows m-2. Crab communities here showed a medium capacity for soil turnover compared to the crabs examined in other studies. Alternatively, the differences quoted here might be less a characteristic of the crabs than what they might reflect for the differences of the methods and study sites. Measuring methods could, to a certain degree, affect the results. We determined the soil turnover through measuring the amounts of crab excavation, whereas Takeda and Kurihara (1987) determined soil turnover by assuming that the volume of new burrows was equal to the volume of soil carried to the surface by crabs, which might have neglected the contribution of loosening soil and overestimated the turnover rate. Therefore, it is unlikely, with just a few studies done on excavated sediment, to draw any global conclusions about soil turnover through crab burrowing. This is still an open question that is worth answering by setting up the same study in widely varying sites. It is worth noting that crab excavating ability at our study site was considerably lower than that in Argentina and Japanese marshes perhaps because overharvesting of commercial crabs at Dongtan might have led to reduced diversity and density of crabs, and hence decreased burrowing performance.Although the exact data on commercial crab harvesting at Dongtan are unfortunately unavailable, the harvesting intensity has been so high over the last decades that crab species that used to be common have become less abundant (Xu and Zhao 2005). Obviously, it is urgent to take effective measures against overharvesting crabs so that their bioturbation can be maintained to make the salt marshes function as ecosystem service providers.

Results (Thai) 2:

อัตราการลาดินเป็นอิทธิพลจากปูขุดหนึ่งในฟังก์ชั่นของระบบนิเวศที่สำคัญที่สุดของ bioturbators สัตว์คือการดำเนินการหมุนเวียนของดินจะทำให้เกิดแนวตั้งและแนวนอนของการถ่ายโอนสารอาหารในดิน
การศึกษาหลายแห่งมีการตรวจสอบอัตราการขุดดินของปูชนิดเดียวในบึงเกลือ (ทาเคดะและ Kurihara 1987; Iribarne และอื่น ๆ 1997; Botto และ Iribarne 2000; เตียร์และคนอื่น ๆ 2006 Fanjul และอื่น ๆ 2007) ในการศึกษานี้ขุดดินต่อหน่วยพื้นที่ใน Phragmites และหนองน้ำและพง Spartina เป็น respectively3.11, 2.74 และ 4.25 เท่าฝากเข้าโพรงเลียนแบบ อัตราส่วนพงสูงกว่าเล็กน้อยที่ (3.17) ประมาณโดยเตียร์และคนอื่น ๆ (2006) อัตราของดินและ C ขนส่งโดยปูในการศึกษาของเรา (ดินขุด: 490.27 กรัมเมตร-2 D-1; ดินฝาก: 115.32 กรัมเมตร-2 D-1 รวม C ขุด: 7.33 กรัมเมตร-2 d-1 และ รวม C ฝาก: 1.82g ม d-2-1) ได้ใกล้เคียงกับของเตียร์และคนอื่น ๆ (2006) (ขุดดิน: 547.08 กรัมเมตร-2 D-1; ฝากดิน:. 172.79 กรัมเมตร-2 D-1; รวม C ขุด: 10.28 กรัมเมตร-2 d-1 และรวม C ฝาก: 4.15 กรัมม 2d-1) แต่สูงกว่าผู้ที่รายงานโดย Montague (1982) (ดินขุด: 6.07 กรัมเมตร-2 d-1 ดินฝากข้อมูลพร้อมใช้งาน; C ขุดรวม: 0.65 กรัมเมตร d-2-1 และรวม C ฝาก: 0.08g ม d-2-1) อย่างไรก็ตามผลประกอบการครั้ง (ตารางที่ 2) ในการศึกษานี้จะเห็นได้ชัดนานกว่าประมาณการที่กำหนดโดยทาเคดะและ Kurihara (1987) มูลค่าการซื้อขายประมาณเวลาของพวกเขาสำหรับด้านบนของดิน 40 ซม. โดยเอช TRIDENS เป็น 34.4 d.Why เป็นมูลค่าการซื้อขายดินเพื่อให้แตกต่างกันระหว่างการศึกษาดำเนินการที่เว็บไซต์ที่แตกต่างกัน? ชนิดและความหนาแน่นของปูส่วนใหญ่กำหนดมูลค่าการซื้อขายดิน ในบึงเกลือของนาโตริเวอร์ (ญี่ปุ่น), เอช TRIDENS มีขนาดลำตัวขนาดใหญ่ (3 ซม. ความกว้างกระดอง) และความหนาแน่นสูง (สูงถึง 70 เมตรโพรง-2) และทำให้มีความสามารถที่ดีขุด (ทาเคดะและ Kurihara 1987 ) ใน Mar Chiquita ทะเลสาบชายฝั่ง (อาร์เจนตินา), สายพันธุ์ที่โดดเด่นปู Chasmagnathus งูผ้าขี้ริ้วยังมีทั้งขนาดใหญ่ (ไม่เกิน 4 ซม. ความกว้างกระดอง) และความหนาแน่นสูง (แคลิฟอร์เนีย 70 เมตรแต่ละ-2) และด้วยเหตุนี้การจัดแสดงนิทรรศการความสามารถในการขุดที่ดี (เตียร์และคนอื่น ๆ 2006 Iribarne และอื่น ๆ 1997) แม้ว่าจะมีความหนาแน่นของ Uca pugnax จะขึ้นอยู่กับแต่ละบุคคล 80 ม. 2 ในบึงเกลือในจอร์เจีย (USA), ความสามารถในการขุดของ pugnax U. ค่อนข้างอ่อนแอเนื่องจากขนาดร่างกายที่เล็ก 2.3 ซม. ความกว้างกระดอง (Montague1982) ในเว็บไซต์การศึกษาของเราที่ปูชนิดที่โดดเด่นในบึงเกลือรวมเอส dehaani, Helice tientsinensis และ U. arcuata ทั้งหมดที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ (> 3.0 ซม. ความกว้างกระดอง) ความหนาแน่น .Burrow ในบึงเกลือเป็น ประมาณ 40 เมตรโพรง-2 ชุมชนปูที่นี่แสดงให้เห็นว่ากำลังการผลิตขนาดกลางสำหรับผลประกอบการเมื่อเทียบกับดินปูตรวจสอบในการศึกษาอื่น ๆ อีกวิธีหนึ่งคือความแตกต่างที่ยกมานี่อาจจะน้อยกว่าลักษณะของปูกว่าสิ่งที่พวกเขาอาจจะสะท้อนให้เห็นถึงความแตกต่างของวิธีการและสถานศึกษา วิธีการวัดความสามารถในระดับบางอย่างส่งผลกระทบต่อผล เรามุ่งมั่นที่ผลประกอบการของดินที่ผ่านการวัดปริมาณของการขุดค้นปูในขณะที่ทาเคดะและ Kurihara (1987) กำหนดมูลค่าการซื้อขายดินโดยสมมติว่าปริมาณของโพรงใหม่เท่ากับปริมาณของดินที่ดำเนินการไปยังพื้นผิวโดยปูซึ่งอาจจะถูกทอดทิ้ง มีส่วนร่วมของพรวนดินและประเมินอัตราการหมุนเวียน ดังนั้นจึงไม่น่ามีเพียงไม่กี่ศึกษาทำในตะกอนขุดเพื่อที่จะสรุปใด ๆ ทั่วโลกเกี่ยวกับผลประกอบการผ่านดินขุดปู นี้ยังคงเป็นคำถามเปิดที่มีมูลค่าการตอบรับโดยการตั้งค่าการศึกษาเดียวกันในเว็บไซต์ที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวาง เป็นมูลค่า noting ปูที่สามารถขุดได้ที่เว็บไซต์การศึกษาของเราเป็นอย่างมากต่ำกว่าในอาร์เจนตินาและบึงญี่ปุ่นบางทีอาจเป็นเพราะ overharvesting ของปูในเชิงพาณิชย์ที่ดงตาลอาจจะนำไปสู่การลดลงของความหลากหลายและความหนาแน่นของปูและลดลงจึงขุด performance.Although แน่นอน ข้อมูลเกี่ยวกับการเก็บเกี่ยวปูเชิงพาณิชย์ที่ไม่สามารถใช้งานดงตาลน่าเสียดายที่ความเข้มของการเก็บเกี่ยวที่ได้รับสูงมากในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาว่าสายพันธุ์ปูที่ใช้ร่วมกันได้กลายเป็นน้อยมาก (Xu Zhao และ 2005) เห็นได้ชัดว่ามันเป็นเรื่องเร่งด่วนที่จะใช้มาตรการที่มีประสิทธิภาพต่อปู overharvesting เพื่อให้ bioturbation ของพวกเขาสามารถได้รับการรักษาที่จะทำให้บึงเกลือทำหน้าที่เป็นผู้ให้บริการระบบนิเวศ