Räumlich-zeitliche Auswirkungen der Landnuzung auf die Diversität von Bienen und Wespen.
Spatiotemporally-mediated effects of land use on the biodiversity of cavity-nesting Hymenoptera in coastal Ecuador
von Jason Tylianakis
Datum der mündl. Prüfung:2006-01-19
Erschienen:2006-03-17
Betreuer:Prof. Dr. Teja Tscharntke
Gutachter:Prof. Dr. Matthias Schaefer
Gutachter:Prof. Dr. Christoph Leuschner
Gutachter:Prof. Dr. Stefan Vidal
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Name:tylianakis.pdf
Size:924.Kb
Format:PDF
Description:Dissertation
Zusammenfassung
Englisch
Anthropogenic land use changes may have major consequences for global biodiversity and the functioning and stability of ecosystem processes. However, species diversity is determined by a suite of factors that may affect species differently across habitats and at different spatial and temporal scales. We used standardised nesting resources for reproducing communities of cavity-nesting bees and wasps (Hymenoptera: Aculeata), within 48 plots of five habitat types in coastal Ecuador. These habitats comprised a gradient of decreasing agricultural intensity from rice and pasture to coffee agroforests, unmanaged abandoned agroforests and forest.1) High soil heterogeneity led to a domino effect of increased diversity across three trophic levels (herbaceous plants, cavity-nesting bees and wasps, and their natural enemies) in three different habitat types. 2) Land use affected diversity of cavity-nesting Hymenoptera differently at different spatiotemporal scales, with the strongest effects being at the lowest (alpha diversity) scale of subplot diversity per month. 3) Overall, spatial and temporal turnover (beta diversity) explained 38.6% and 23.1%, respectively, of partitioned regional species richness. Beta diversity between plots and especially through time, was significantly higher in the more natural habitats abandoned coffee and forest. 4) Parasitism rates increased with increasing diversity of natural enemies and their hosts, exceeding the effects of increased enemy abundance alone. Temporal variability in parasitism was lower in plots with high mean natural enemy diversity and higher in plots with temporally variable host and natural enemy diversity. 5) The slope of the natural enemy diversity/parasitism rate function increased in systems with more heterogeneous host distributions, indicating that niche complementarity is more likely to lead to a positive diversity/function effect in heterogeneous habitats.Biodiversity of a variety of taxa may be enhanced in managed systems by maintaining high habitat heterogeneity. However, the effects of land use on species richness may be highly dependent on spatial and temporal scale, and we emphasise caution in the interpretation of studies conducted at only one scale. Conservation strategies need to take a landscape scale approach, in order to maximise beta diversity (species turnover) within and between fields, and between habitat types. Maintaining high diversity may also have great benefits for biological pest control, through higher rates of parasitism, and stability of parasitism rates through time.
Keywords: bee; wasp; land use; biodiversity; Hymenoptera; trap nest; ecosystem function; parasitoid
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Anthropogene Veränderungen in der Landnutzung können bedeutende Konsequenzen für die weltweite Biodiversität und die Funktionalität und Stabilität von Ökosystemprozessen haben; dennoch wird Artendiversität durch eine Vielzahl von Faktoren, die Arten über Habitate und auf verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen unterschiedlich beeinflussen, bestimmt. Wir benutzten standardisierte Nestressourcen für die sich reproduzierende Gemeinschaft der in Hohlräumen nistenden Bienen und Wespen auf 48 Standorten in 5 Habitattypen in der Küstenregion Ecuadors. Die Habitate bildeten einen absteigenden Gradienten in landwirtschaftlicher Intensität von Reisfeldern und Weide zu Kaffee-Agroforstsystemen, unbewirtschafteten Agroforstsystemen und Wald.1) Eine hohe Heterogenität der Böden (vor allem Magnesium Konzentrationen) führte zu einem Dominoeffekt gesteigerter Diversität entlang drei trophischen Ebenen (Krautpflanzen, höhlennistende Bienen und Wespen und deren natürliche Gegenspieler) in drei verschiedenen Habitattypen. 2) Landnutzung beeinflusste die Diversität von höhlennistenden Bienen und Wespen unterschiedlich auf unterschiedlichen räumlich-zeitlichen Skalen, mit den stärksten Effekten auf der niedrigsten Skala (Alphadiversität). Räumliches und zeitliches Turnover (Betadiversität) erklärte jeweilig 38.6% und 23.1% des partitionierten regionalen Artenreichtums. Betadiversität zwischen Plots und besonders zwischen Zeitabschnitten, war signifikant höher in natürlicheren Habitaten unbewirtschafteter Kaffeeagroforst und Wald. 4) Die Parasitierungsrate stieg mit einer zunehmenden Diversität der natürlichen Gegenspieler und der Wirte, dabei stand selbst der Effekt einer steigenden Abundanz der Wirte im Hintergrund. Die zeitliche Variabilität in der Parasitierungsrate war geringer in Plots mit einer hohen Diversität an natürlichen Gegenspielern und höher in Plots mit einer zeitlich variablen Wirts- und Gegenspielerdiversität. Der Grad der Gegenspielerdiversität/Parasitierunsrate Funktion stieg in Systemen mit einer heterogeneren Verteilung von Wirten; dies zeigt dass Nischenkomplementarität eher zu einem positivem Diversitäts/Funktionseffekt in heterogenen Habitaten führt.Die Diversität verschiedener Taxa in bewirtschafteten Systemen kann durch den Erhalt einer hohen Habitatheterogenität erhöht werden. Dennoch kann der Einfluss von Landnutzung auf den Artenreichtum von der räumlichen und zeitlichen Skala abhängig sein. Wir betonen deshalb die Vorsicht in der Interpretation von Studien die auf nur einer Skala durchgeführt werden. Naturschutzstrategien müssen auf einer Landschaftsskala angelegt werden, um Betadiversität (Artenturnover) innerhalb und zwischen den Flächen und zwischen Habitattypen zu maximieren. Der Erhalt einer hohen Diversität kann zudem Vorteile in der Schädlingsbekämpfung bieten, durch höhere Parasitierungsraten und deren Stabilität über die Zeit.
Schlagwörter: Bienen; Wespen; Landnutzung; Biodiversitaet; Hymenoptera; Nisthilfen; Oekosystemfunktion; Parasitoids