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Terrestrial invertebrates in flooded grassland: A literature review

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Abstract

I reviewed information from 73 sources on soil animals in flooded grassland, focusing on soil macrofauna: snails and slugs (Gastropoda), earthworms (Lumbricidae), potworms (Enchytraeidae), woodlice (Isopoda), millipedes (Chilopoda, Diplopoda), Diptera, and other insect larvae. While the database on earthworms was rather comprehensive, studies on all other soil fauna groups, especially regarding their role in wetlands were few and showed major research needs. The survival strategies of the groups were compared systematically. Annelids and insect larvae had the best physiological adaptations, other groups only reacted with evasion by active or passive movement and by recolonization and reproduction from resistant stages. There were no typical “wetland species” in soil macrofauna, only tolerant hygrophilous species. Flooding of grassland immediately reduced diversity, abundance, and biomass of all groups of soil macrofauna. Their community structure was altered, and well-adapted species, often wide-spread opportunists, became more abundant while others disappeared. The effects increased with the duration of flooding and rising temperature but were usually compensated for during the next soil-dry period. A meta-analysis classified sites according to duration, frequency, and seasonality of inundation. In general, species numbers and abundances of earthworms, woodlice, and millipedes tended to be lower in frequently and/or extensively flooded sites. Only gastropods are favored by moderate winter flooding. In bogs, even when they are waterlogged the entire year, species numbers are distinctly higher than the most frequently flooded sites. The impact of episodic summer flooding events is transitional and less pronounced than that of regular winter flooding. Earthworms re-establish soil structure after flooding, and they are, next to dipteran larvae, an important prey for wetland birds. Slow, moderate flooding in winter, waterlogging in spring, and a landscape mosaic with non-flooded refuge sites is recommended for water management policies favorable for both soil fauna and wetland birds.

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Literature Cited

  • Ausden, M., W. J. Sutherland, and R. James. 2001. The effects of flooding lowland wet grassland on soil macroinvertebrate prey of breeding wading birds. Journal of Applied Ecology 38:320–338.

    Article  Google Scholar 

  • Beylich, A. and U. Graefe. 2002. Annelid coenoses of wetlands representing different decomposer communities. p. 1–10. In G. Broll, W. Merbach and E.-M. Pfeiffer (eds.) Wetlands in Central Europe. Springer, Berlin, Germany.

    Google Scholar 

  • Blanchart, E., Y. Frenot, and P. Tréhen. 1987. Signification biologique du potentiel hydrique dans la distribution des Diptères à larves hydrophiles. Pedobiologia 30:333–344.

    Google Scholar 

  • Bolte, D. and M. Moritz. 1988. Ermittlung des Ist-Zustandes (Besiedlungsdichten und Artenspektren) ausgewählter Bodentiergruppen im Gebiet von Brokhuchting, Bremen. Report for Senator für das Bauwesen, Gartenbamamt. Bremen, Germany.

  • Borcherding, F. 1889. Das Tierleben auf und an der “Plate” bei Vegesack. Abhandlungen des Naturwissenschaftlichen Vereins zu Bremen 11:265–279.

    Google Scholar 

  • Bouché, M. B. 1977. Stratégies lombriciennes. Ecological Bulletin 25:122–132.

    Google Scholar 

  • Brandsma, O. H. 1992. Onderzoek weidevogelbeheer en bodemfauna in het reservaatsgebied Giethoorn-Wanneperveen V. Directie beheer landbouwgronden—landbouw, natuurbeheer en visserij, Zwolle, The Netherlands.

  • Brandsma, O. H. 1997. Onderzoek weidevogelbeheer en bodemfauna in het reservaatsgebied Giethoorn-Wanneperveen VIII (1992–1996). Directie beheer landbouwgronden—landbouw, natuurbeheer en visserij, Zwolle, The Netherlands.

  • Brandsma, O. H. 2002. Die Bedeutung der Düngung für das Nahrungsangebot von Wiesenvögeln. p. 67–68. In H. Düttmann, R. Ehrnsberger, and I. Faida (eds.) Wiesenvogelschutz in Norddeutschland und den Niederlanden, Symposium an der Hochschule Vechta, Abstracts. Vechta, Germany.

    Google Scholar 

  • Brauns, A. 1954. Terricole Dipterenlarven—Eine Einführung in die Kenntnis und Ökologie der häufigsten bodenlebenden Zweiflüglerlarven der Waldbiozönose auf systematischer Grundlage. Musterschmidt-Verlag. Göttingen, Germany.

    Google Scholar 

  • Brodmann, P. A. and H.-U. Reyer. 1999. Nestling provisioning in water pipits (Anthus spinoletta): Do parents go for specific nutrients or profitable prey? Oecologia 120:506–514.

    Article  Google Scholar 

  • Cejka, T. 1999. The terrestrial molluscan fauna of the Danubian floodplain (Slovakia). Biologia 54:489–500.

    Google Scholar 

  • Cejka, T. 2004. The molluscan fauna along the moisture gradient on the lower Morava river, Slovakia. Sbornik prirodovedneho klubu v Uherskem Hradisti (in press).

  • Cowardin, L. M., V. Carter, and E. T. LaRoe. 1979. Classification of wetlands and deepwater habitats of the United States. U.S. Department of the Interior. Washington, DC, USA.

    Google Scholar 

  • Curry, J. P. 1994. Grassland invertebrates—ecology, influence on soil fertility and effects on plant growth. Chapman & Hall, London, Great Britain.

    Google Scholar 

  • Dahl, A., M. Klemm, and M. Weis. 1993. Untersuchung der Land-Gehäuseschnecken im Rahmen des Pflege- und Entwicklungsplanes für die Fischerhuder Wümmeniederung. Report for Biologische Station im Kreis Osterholz (BiOS). Tübingen, Germany.

  • Delettre, Y. R. 2000. Larvae of terrestrial Chironomidae (Diptera) colonize the vegetation layer during the rainy season. Pedobiologia 44:622–626.

    Article  Google Scholar 

  • Didden, W. A. M. 1993. Ecology of terrestrial Enchytraeidae. Pedobiologia 37:2–29.

    Google Scholar 

  • Dohle, W., R. Bornkamm, and G. Weigmann. 1999. Das Untere Odertal: Auswirkungen der periodischen Überschwemmungen auf Biozönosen und Arten. Limnologie aktuell, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, Germany

    Google Scholar 

  • Düttmann, H. and R. Emmerling. 2001. Grunland-Versauerung als besonderes Problem des Wiesenvogelschutzes auf entwässerten Moorböden. Natur und Landschaft 76:262–269.

    Google Scholar 

  • Edwards, C. A. and J. R. Lofty. 1977. Biology of Earthworms. Chapman & Hall, London, Great Britain.

    Google Scholar 

  • Ekschmitt, K. 1991. Abschlussbericht über Begleituntersuchungen zur Wirkung unterschiedlicher Überstauungsintensitäten auf die Bodenfauna von Grünland 1987–1990. Report for Senator für Umwelt und Stadtentwicklung. Bremen, Germany.

  • Emmerling, C. 1993. Nährstoffhaushalt und mikrobiologische Eigenschaften von Auenböden sowie die Besiedlung durch Bodentiere, unter differenzierter Nutzung und Überschwemmungsdynamik. Ph.D. Thesis. Berichte aus der Geowissenschaft, Verlag Shaker, Aachen/Trier Germany.

    Google Scholar 

  • Engelhardt, W. 1986. Was lebt in Tümpel, Bach und Weiher? Pflanzen und Tiere unserer Gewässer, kosmos Naturführer. Kosmos, Stuttgart, Germany.

    Google Scholar 

  • Erber, C., P. Felix-Henningsen, K. Handke, W. Kundel, and K.-F. Schreiber. 2002. Management of moist grassland in a fresh-water marsh of the Weser river: effects on soil, vegetation and fauna. p. 71–98. In G. Broll, W. Merbach, and E.-M. Pfeiffer (eds.) Wetlands in Central Europe. Springer, Berlin, Germany.

    Google Scholar 

  • Evans, A. C. and W. J. Guild. 1948. Studies on the relationships between earthworms and soil fertility. Annals of Applied Biology 79:95–108.

    Google Scholar 

  • Faber, J. H., J. Burgers, J. M. Aukema, J. M. Bodt, R. J. M. van kats, D. R. Lammertsma, and A. P. Noordam. 2000. Ongewervelde fauna van ontkleide uiterwaaden—Monitoringverslag 1999. Alterra, Research Instituut voor de Groene Ruimte, Wageningen, The Netherlands. Alterra-Report 039.

    Google Scholar 

  • Faber, J. H., R. J. M. van Kats, J. M. Aukema, J. M. Bodt, J. Burgers, D. R. Lammertsma, and A. P. Noordam. 1999. Ongewervelde fauna van ontkleide uiterwaarden. IBN-Report 442, Instituut voor Bos- en Natuuronderzoek, Wageningen, The Netherlands.

  • Faida, I., H. Düttmann, and R. Ehrnsberger. 2003. Evaluation zum Symposium Wiesenvogelschutz in Norddeutschland und den Niederlanden in Vechta 2002. Verlag Druckerei Rungen, Cloppenburg, Germany.

    Google Scholar 

  • Frouz, J. 1999. Use of soil dwelling Diptera (Insecta, Diptera) as bioindicators: a review of ecological requirements and response to disturbance. Agriculture, Ecosystems and Environment 74:167–186.

    Article  Google Scholar 

  • Frouz, J. 2000. Changes in terrestrial chironomid (Diptera: Chironomidae) community after soil drainage. p. 285–289. In O. Hoffrichter (ed.) Late 20th Century Research on Chironomidae: an Anthology from the 13th International Symposium on Chironomidae. Shaker Verlag, Aachen, Germany.

    Google Scholar 

  • Frouz, J. and O. Syrovátka. 1995. The effect of peat meadow drainage on soil dwelling dipteran communities—a preliminary report. Dipterologica Bohemoslovaca 7:47–54.

    Google Scholar 

  • Giere, O. and D. Hauschildt. 1979. Experimental studies on the lifecycle and production of the littoral oligochaete Lumbricillus lineatus and its response to oil pollution. p. 113–122. In E. Naylor and R. G. Hartnall (eds.) Cyclic phenomena in marine plants and animals. Pergamon, Oxford, Great Britain.

    Google Scholar 

  • Göbel, C. 2003. Bodenmakrofauna als Nahrungsgrundlage für Wiesenvögel: Auswirkungen auf Nistplatzwahl und Bruterfolg von Kiebitz, Uferschnepfe, Bekassine und Rotschenkel. Diploma Thesis. Universität Bremen, Germany.

    Google Scholar 

  • Graefe, U. 1998. Annelidenzönosen nasser Böden und ihre Einordnung in Zersetzergesellschaften. Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft 88:109–112.

    Google Scholar 

  • Graff, O. 1983. Unsere Regenwürmer. Schaper, Hannover, Germany.

    Google Scholar 

  • Grimm, N. B., S. E. Gergel, W. H. McDowell, E. W. Boyer, C. L. Dent, P. M. Groffman, S. C. Hart, J. W. Harvey, C. A. Johnston, E. Mayorga, M. E. McClain, and G. Pinay. 2003. Merging aquatic and terrestrial perspectives of nutrient biogeochemistry. Oecologia 442:485–501.

    Article  Google Scholar 

  • Handke, K. 1993. Auswirkungen winterlicher Überstauungen auf die Fauna eines Grünland-Graben-Gebietes. Verhandlungen der Gesellschaft für Ökologie 22:57–64.

    Google Scholar 

  • Handke, K. and J. Kraus. 1988. Ergebnisse der Begleituntersuchungen in den Ausgleichsflächen für das GVZ Bremen-Niedervieland—Zusammenstellung der vorliegenden Daten 1982–1987. Teil II: Wirbellose. Report for Senator für Umweltschutz und Stadtentwicklung Bremen, Germany.

  • Handke, K., W. Kundel, H.-U. Müller, M. Riesner-Kabus, and K.-F. Schreiber. 1999. Erfolgskontrolle zu Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen für das Güterverkehrszentrum Bremen in der Wesermarsch—10 Jahre Begleituntersuchungen zu Grünlandextensivierung, Vernässung und Gewässerneuanlagen. Arbeitsberichte Landschaftsökologie Münster, zugleich Mitteilungen der Landschftsökllogischen Forschungsstelle Bremen, Institut für Landschaftsökologie der Westfälischen Wilhelms—Universität Münster, Münster, Germany.

    Google Scholar 

  • Hansen, J. D. and A. J. Castelle. 1999. Insect diversity in soils of tidal and non-tidal wetlands of Spencer Island, Washington. Journal of the Kansas Entomological Society 72:262–272.

    Google Scholar 

  • Healy, B. 1987. The depth distribution of Oligochaeta in an Irish quaking marsh. Hydrobiologia 155:235–247.

    Article  Google Scholar 

  • Helling, B. and A. Kämmerer. 1998. Mehrijähriges Monitoring der Regenwurmfauna (Oligochaeta: Lumbricidae) extensiv genutzter Niedermoorböden im Drömling. Braunschweiger naturkundliche Schriften 5:583–595.

    Google Scholar 

  • Hentze-Diesing, W. 1990. Auswirkungen von erhöhten Wasserständen in den Borgfelder Wümmewiesen—Literaturstudie unter besonderer Berücksichtigung bodenkundlicher Aspekte. Report for Umweltstiftung WWF—Deutschland, Projekt Wümmewiesen. Bremen, Germany.

  • Hildebrandt, J. 1995a. Erfassung von terrestrischen Wirbellosen in Feuchtgrünlandflächen im norddeutschen Raum—Kenntnisstand und Schutzkonzepte. Zeitschrift für Ökologie und Naturschutz 4: 181–201.

    Google Scholar 

  • Hildebrandt, J. 1995b. Anpassungen von Wirbellosen an Überschwemmungen und erhöhte Wasserstände. Berichte der Alfred-Töpfer-Akademie für Naturschutz (NNA) 2:81–85.

    Google Scholar 

  • Keplin, B. and G. Broll. 2002. Earthworm coenoses in wet grassland of Northwest-Germany. Effects of restoration management on a histosol and a gleysol. p. 11–34. In G. Broll, W. Merbach, and E.-M. Pfeiffer (eds.) Wetlands in Central Europe—Soil organisms, soil ecological processes and trace gas emissions, Springer, Berlin, Germany.

    Google Scholar 

  • keplin, B., U. Hoffmann, and G. Broll. 1995. Extensivierung einer Pufferzone zum Schutz eines Hochmoorrestes—Auswirkungen der Wiedervernässung auf die Lumbricidenfauna. Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft 76:819–822.

    Google Scholar 

  • Klok, C., M. Zorn, J. E. Koolhaas, H. Eijsackers, and C. A. M. Van Gestel. 2004. Maintaining viable earthworm populations in frequently inundated river floodplains. Does plasticity in maturation in Lumbricus rubellus promote population survival? p. 55–74. In M. Zorn (ed.) The floodplain upside down: interactions between earthworm bioturbation, flooding and pollution. Ph.D. Thesis. Vrije Universiteit. Amsterdam, The Netherlands.

    Google Scholar 

  • Lee, K. E. 1985. Earthworms. Their Ecology and Relationships with Soils and Land Use. Academic Press. Sydney, Australia.

    Google Scholar 

  • Ma, W.-C., H. Siepel, and J. H. Faber. 1997. Bodemverontreiniging in de uiterwaarden: een bedreiging voor de terrestrische macroinvertebraten? Publicaties en rapporten van het project “Ecologisch Herstel Rijn en Maas” no. 72-1997, Institute for Forestry and Nature Research (IBN-DLO), Wageningen, Lelystad, The Netherlands.

  • Maculec, G. and K. Chmielewski. 1994. Earthworm communities and their role in hydrogenic soil. p. 417–427. In Anonymous, Proceedings of the international symposium: Conservation and management of fens. Warsaw, Poland.

  • Mather, J. G. and B. Christensen. 1988. Surface movements of earthworms in agricultural land. Pedobiologia 32:399–405.

    Google Scholar 

  • Mather, J. G. and O. Christensen. 1992. Surface migration of earthworms in grassland. Pedobiologia 36:51–57.

    Google Scholar 

  • Meenken, G. A. 1999. Zum Wiesenvogelschutz im Bruthabitat der Strohauser Plate—Nahrungsangebot in Abhängigkeit von Stocherfähigkeit und Wasserverhältnissen. Diploma thesis. Hochschule Vechta, Germany.

  • Obrdlik, P., G. Falkner, and E. Castella. 1995. Biodiversity of Gastropoda in European floodplains. Archiv für Hydrobiologie, Supplementband 101:339–356.

    Google Scholar 

  • Pizl, V. 1999. Earthworm communities in hardwood floodplain forests of the Morava and Dyje rivers as influenced by different inundation regimes. Ekológia Bratislava 18/Supplement: 197–204.

  • Pizl, V. and K. Tajovský. 1998. Vliv letní povodne na pudni makrofaunu luzniho lesa v litovelskem pomoravi (Changes of terrestrial invertebrate communities after disastrous summer flood in 1997 in four ecosystems in the Central Moravian floodplain, Czech Rebublic), Prague, Czech Republic.

  • Priesner, E. 1961. Nahrungswahl und Nahrungsverarbeitung bei der Larve von Tipula maxima. Pedobiologia 1:25–37.

    Google Scholar 

  • Reimer, G. and P. Zulka. 1994. Ökologische Auswirkungen von Überflutungen auf die Fischfauna der March. Wiss. Mitt. Niederösterr. Landesmuseum 8:191–201.

    Google Scholar 

  • Rodieck, B., T. Schriefer, M. Beckmann, U. Timmermann, and T. Gefken. 1992. Bodenökologische Untersuchung in den Borgfelder Wümmewiesen. Report for Umweltstiftung WWF Deutschland. Bremen, Germany.

  • Römbke, J., L. Beck, P. Dreher, K. Hund-Rinke, S. Jänsch, W. Kratz, S. Pieper, A. Ruf, J. Spelda, and S. Woas. 2002. Entwicklung von bodenbiologischen Bodengüteklassen für Acker- und Grünlandstandorte. Forschungs- und Entwicklungsvorhaben des Umweltbundesamtes—Abschlussbericht. Bonn, Germany.

    Google Scholar 

  • Roots, B. I. 1956. The water relations of earthworms. II. Resistance to dessication and immersion and behaviour when submerged and when allowed a choice of environment. Journal of Experimental Biology 33:29–44.

    Google Scholar 

  • Rusek, J. 1984. Zur Bodenfauna in drei Typen von Überschwemmungswiese in Süd-Mähren. Rozpravy Ceskoslovenské Akademie Ved 94:1–126.

    Google Scholar 

  • Russell, D. J., H. Schick, and D. Nährig. 2002. Reactions of soil Collembolan communities to inundation in floodplain ecosystems of the Upper Rhine Valley. p. 35–66. In G. Broll, W. Merbach, and E.-M. Pfeiffer (eds.) Wetlands in Central Europe. Springer, Berlin, Germany.

    Google Scholar 

  • Schekkerman, H. 1997. Graslandbeheer en groeimogelijkheden voor weidevogels. Dienst landelijk gebied, Institut voor Bos- en Natuurbeheer IBN-DLO. Wageningen, The Netherlands.

    Google Scholar 

  • Schröder, F. 1980. Bestandsaufnahme der Molluskenfauna im Bereich des östlichen Hollerlandes. Bremen, Germany, (UnPub)

  • Schultz, J. 2000. Handbuch der Ökozonen. Ulmer UTB. Stuttgart, Germany.

    Google Scholar 

  • Sharpley, A. N., J. K. Syers, and J. A. Springett. 1979. Effect of surface-casting earthworms on the transport of phosphorus and nitrogen in surface runoff from pasture. Soil Biology and Biochemistry 11:459–462.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Sims, G. K. and B. M. Gerard. 1985. Earthworms: Synopses of the British Fauna No. 31. Brill. Leiden, The Netherlands.

  • Spang, W. D. 1996. Die Eignung von Regenwürmern (Lumbricidae), Schnecken (Gastropoda) und Laufkäfern (Carabidae) als Indikatoren für auentypische Standortbedingungen—Eine Untersuchung im Oberrheintal. Heidelberger Geographische Arbeiten. Heidelberg, Germany.

    Google Scholar 

  • Tabeling, H. and H. Düttmann. 2002. Einfluss von Düngung und Überstauung auf die Bodenmegafauna von Niedermoorgrünländern der südlichen Dümmerniederung (Niedersachsen). p. 63–64. In H. Düttmann, R. Ehrnsberger, and I. Faida (eds.) Wiesenvogelschutz in Norddeutschland und den Niederlanden, Symposium an der Hochschule Vechta, Abstracts. Vechta, Germany.

  • Tajovský, K. 1998. Diversity of terrestrial isopods (Oniscidea) in flooded and nonflooded ecosystems of southern Moravia, Czech Republic. Israel Journal of Zoology 44:311–322.

    Google Scholar 

  • Topp, W. 1981. Biologie der Bodenorganismen. UTB Quelle und Meyer, Heidelberg, Germany.

    Google Scholar 

  • Volz, P. 1976. Die Regenwurm-Population im Naturschutzgebiet Hördter Rheinaue und ihre Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsregime des Standortes. Mitteilungen der Pollichia 64:110–120.

    Google Scholar 

  • Weigmann, G. and M. Schumann. 1999. Bodentypen und Schwermetallbelastung von Böden, Pflanzen und Bodentieren in Überschwemmungsgebieten des Unteren Odertals. p. 23–38. In W. Dohle, R. Bornkamm, and G. Weigmann (eds.) Das Untere Odertal: Auswirkungen der periodischen Überschwemmungen auf Biozönosen und Arten. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, Germany.

    Google Scholar 

  • Weigmann, G. and D. Wohlgemuth-von Reiche, 1999. Vergleichende Betrachtungen zu den Überlebensstrategien von Bodentieren. p. 229–240. In W. Dohle, R. Bornkamm, and G. Weigmann (eds.) Das Untere Odertal: Auswirkungen der periodischen Überschwemmungen auf Biozönosen und Arten. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung. Stuttgart, Germany.

    Google Scholar 

  • Zerm, M. 1997. Distribution and phenology of Lamyctes fulvicornis and other lithobiomorph centipedes in the floodplain of the Lower Oder Valley, Germany (Chilopoda, Henicopidae: Lithobiidae). Entomologia Scandinavica Supplement 51:125–132.

    Google Scholar 

  • Zerm, M. 1999. Vorkommen und Verteilung von Tausendfüßern, Hundertfüßern, Zwergfüßern (Myriapoda: Diplopoda, Chilopoda, Symphyla) und Landasseln (Isopoda: Oniscidea) in den Auen des Unteren Odertals. p. 197–210. In W. Dohle, R. Bornkamm, and G. Weigmann (eds.) Das Untere Odertal: Auswirkungen der periodischen Überschwemmungen auf Biozönosen und Arten. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, Germany.

    Google Scholar 

  • Zulka, K. P. 1991. Überflutung als ökologischer Faktor: Verteilung, Phänologie und Anpassung der Diplopoda, Lithobiomorpha und Isopoda in den Flussauen der March. Ph.D. Thesis. University of Vienna, Vienna, Austria.

    Google Scholar 

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Plum, N. Terrestrial invertebrates in flooded grassland: A literature review. Wetlands 25, 721–737 (2005). https://doi.org/10.1672/0277-5212(2005)025[0721:TIIFGA]2.0.CO;2

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