Een gemakkelijke oplossing voor een ingewikkeld probleem

Deze post verscheen origineel in het Engels op lembrechtsjonas.wordpress.com.

Biodiversiteit is belangrijk. Dat is een feit dat maar moeilijk valt te ontkennen. Maar hoe belangrijk is biodiversiteit exact? Doet het er iets toe hoeveel soorten een ecosysteem telt, en welke dat zijn? Dat zijn fundamentele vragen waarvoor ecologen al jaren naar antwoorden zoeken.

24542585418_c071a0bd05_o (1)
De rol van biodiversiteit – hier een tropisch regenwoud met hoge diversiteit in St. Kitts – op het functioneren van ecosystemen houdt ecologen al decennialang bezig.

Een veelgebruikte methode om de rol van biodiversiteit te onderzoeken is door middel van experimenten met een heel eenvoudig opzet: maak artificiële kleine ‘ecosysteempjes’ met een verschillend aantal soorten in it (van 1 tot 20 plantensoorten, bijvoorbeeld) en behandel ze allemaal op dezelfde manier. Zo kan je perfect het effect van soortenrijkdom op het functioneren van het ecosysteem (bijvoorbeeld het produceren van biomassa) meten.

Dergelijke experimenten hebben doorheen de jaren ontegensprekelijk aangetoond dat het aantal soorten cruciaal is, vermits elke soort die erbij komt een positief effect had op het functioneren van het ecosysteem (weliswaar met een steeds minder groot effect voor elke extra soort).

Fig. 1
Fig. 1: vereenvoudigde curve van een ecosysteemfunctie (hier de productie van biomassa) als een functie van soortenrijkdom (i.e. species richness), die het positieve, maar uitdovende, effect van toenemende soortenrijkdom op een ecosysteem aantoont.

Maar biodiversiteit is natuurlijk meer dan soortenrijkdom alleen. Wat als het ecosysteem heel divers lijkt, met bijvoorbeeld wel 20 soorten, maar eentje van hen neemt 99% van alle plaats in, en laat dus nog maar een heel klein beetje ruimte over voor die andere 19? Denk bijvoorbeeld aan een graanveld waaruit zo goed als alle onkruid geweerd is, op enkele dappere individuen na. Hoewel dit theoretisch gezien dus een heel rijk ecosysteem is, lijkt het intuïtief onwaarschijnlijk dat die 19 soorten heel veel invloed kunnen hebben op het functioneren van het ecosysteem, wel? Inderdaad. Voor de productie van biomassa, bijvoorbeeld, dragen ze maar een heel kleine fractie bij.

 

Het al dan niet domineren van één of een paar soorten in een verder rijk ecosysteem wordt uitgedrukt als ‘evenness’. Een systeem waarin alle soorten een gelijkwaardige aanwezigheid hebben, wordt ‘even’ genoemd’, een systeem met één of een paar dominante soorten is ‘oneven’.

Pic2
Alpiene toendra (hier in het noorden van Noorwegen) wordt vaak gedomineerd door slechts een paar soorten dwergstruiken, en is dus heel ‘oneven’.

Nu zou je dezelfde soort experimenten als hierboven kunnen gebruiken om de rol van dominantie op het functioneren van het ecosysteem te ontrafelen. Helaas maakt deze extra dimensie het aantal mogelijke combinaties zo goed als oneindig. Je moet in je experiment de relatieve dominantie van verschillende soorten op verschillende niveau’s van soortenrijkdom variëren, en het aantal artificiële ecosysteempjes dat je daarvoor nodig hebt neemt algauw exponentieel toe. Net daarom worden experimenten die het belang van dominantie onderzoeken veel minder uitgevoerd, en de exacte rol van evenness in het functioneren van ecosystemen is dus tot nu toe alles behalve ontrafeld.

En laat dat nu net zijn waar wij te hulp komen: met onze groep bedachten we een eenvoudige oplossing voor dit complexe probleem. In een recent artikel in het tijdschrift Oikos, tonen we aan dat het helemaal niet nodig is om die ingewikkelde experimenten met al die verschillende dominantieniveau’s uit te voeren. Integendeel, het effect van dominantie op het functioneren van het ecosysteem kan eenvoudigweg afgeleid worden van de bestaande experimenten rond soortenrijkdom. Het enige dat je nodig hebt is een eenvoudig trucje.

Dat trucje is niet veel meer dan het besef dat een uitzonderlijk ‘oneven’ ecosysteem – met één heel dominante soort en alle andere soorten slechts één enkel individu – zo goed als hetzelfde is als een ecosysteem waar enkel die dominante soort aanwezig is. Aanwezig of niet, die enkele individuen van de zeldzame soorten zullen gemiddeld maar een verwaarloosbaar klein beetje bijdragen aan ecosysteemfuncties zoals de productie van biomassa.

Nu is het goede nieuws: we weten al hoe een ecosysteem met maar één soort (een monocultuur) functioneert, dankzij die decennia aan experimenten rond de effecten van soortenrijkdom. De resultaten daarvan kunnen dus eenvoudigweg omgezet worden naar een schatting van het effect van een heel oneven systeem op het functioneren van het ecosysteem.

Het toepassen van dit trucje op data van echte experimenten blijkt perfect te werken. Hieruit leerden we dan ook dat de effecten van soortenrijkdom en evenness op het functioneren van ecosystemen in dezelfde richting wijzen (én allebei positief zijn). Bovendien bleek ook ineens dat de positieve effecten van evenness toenemen met toenemende soortenrijkdom in het systeem, en dat voor een hele reeks ecosysteemfuncties, zonder dat we daarvoor al die intensieve experimenten moesten uitvoeren.

Zo simpel is het.

38390737392_e964a825ee_o (1)
Het verlies aan soorten als het verlies aan evenwichtigheid binnen een soortengemeenschap hebben een zelfde negatief effect op het functioneren van een ecosysteem. Op de foto een regenwoud in Martinique.

Voor alle details over de truc, lees je best de paper:

Lembrechts JJ, De Boeck H, Liao J, Milbau A, Nijs I (2017). Effects of species evenness can be derived from species richness – ecosystem functioning relationships. Oikos. 10.1111/oik.04786.

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s