Unik studie om biologisk mångfald

Att förlusten av biologisk mångfald kan leda till att viktiga ekosystemtjänster – som näringsomsättning och produktion av biomassa – försämras är något de flesta ekologer är överens om. Men att undersöka detta i detalj är en utmaning eftersom det kräver storskaliga och långvariga experiment i fält. Forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet har dock antagit utmaningen.

Under snart två decennier har forskarna manipulerat växtrikedomen i provytor på 30 öar som finns i två norrländska sjöar.

 – Det är det äldsta fältförsöket av sitt slag, och ju äldre försöket blir, ju mer värdefullt blir det, säger Marie-Charlotte Nilsson, som är professor i skogsföryngring vid Sveriges lantbruksuniversitet och en av forskarna bakom projektet.

Öarna har samma geologiska ursprung och samma klimat. Men de har olika naturtyper. Tall och blåbär dominerar på de största öarna. De minsta öarna har mest gran och kråkbär, medan de mellanstora öarna har förhållandevis mycket björk och lingon.

Eftersom naturtyperna varierar från ö till ö har forskarna kunnat undersöka hur manipulationen av artrikedomen påverkar olika sorters ”miniekosystem”, som alla har samma geologiska och klimatmässiga förutsättningar.

Forskarna har avlägsnat nyckelarter som blåbär, kråkbär och lingon samt hela funktionella grupper av växtlighet: mossor, ris samt trädrötter – och sedan undersökt hur detta påverkar 15 olika mått på ekosystemens funktion. Några exempel är mängden fritt och bundet kväve, fosfor och kol i jorden, samt mängden mikroorganismer och växtbiomassa.

I en artikel publicerad i Nature, ecology and evolution, presenterar forskarna färska resultat från det långa fältexperimentet.

En slutsats är att nästan alla av de 15 uppmätta funktionerna i ekosystemen försämrades i takt med att forskarna plockade bort rissorter från provytorna. En tydlig koppling mellan ekosystemfunktioner och artrikedom med andra ord. Som exempel kan nämnas att en minskning av artrikedomen hos rissorterna försämrade aktiviteten hos mikroorganismerna i jorden. Dessa organismer bryter ner organiskt material och frigör på så sätt näringsämnen, en mycket viktig ekosystemtjänst.

Ett annat exempel är att förlusten av en rissort försämrade tillväxten hos själva ristäcket, det vill säga ekosystemets förmåga att producera biomassa minskade.

– Den art som försvann kanske utnyttjade en nisch som var väldigt specifik för just den arten. Om artbortfallet inte kompenseras av att andra risarter brer ut sig eller växer fortare, så minskar markvegetationens produktivitet, säger Marie-Charlotte Nilsson.

Forskarna har också vägt samman de 15 funktionsmåtten till ett mångfunktionellt ekosystemindex. Det ger en bild av ekosystemets generella förmåga att leverera ekosystemtjänster.  

– Vår viktigaste slutsats från det är att artförluster ger en försämrad mångfunktionalitet oavsett vilken miljö de uppträder i, säger Marie-Charlotte Nilsson.  

Men forskarna visar också att enskilda arter vara olika betydelsefulla i olika ekosystem. Om man plockar bort exempelvis blåbär ur ekosystemen på de stora öarna, som domineras av tall, så minskar de genomsnittliga ekosystemtjänsterna (mångfunktionaliteten) rejält. Men på de grandominerade småöarna blir effekten mindre kännbar. Det beror på att kråkbär – inte blåbär – är nyckelarten i ristäcket där.

– Denna typ av kunskap behövs för att förstå om och hur man kan generalisera vilken påverkan artförluster har för ekosystemens funktion. Detta är viktigt när man diskuterar hur man skall bevara och sköta naturen, säger Marie-Charlotte Nilsson.