Species pool size and realized species richness affect productivity differently: A modeling study

Abstract

V současnosti dochází k poklesu druhové rozmanitosti a tento fakt byl motivací pro velké množství prací zabývajících se vlivem druhové romanitosti (diversity) na fungování ekosystémů (produktivitu). Pozitivní vztah mezi diversitou a produktivitou byl obvykle zjištěn v pokusech, kde bylo manipulováno velikostí zásobníku druhů, avšak vztah mezi realizovanou diversitou a produktivitou nevykazoval jednotný trend. Navrhli jsme jednoduchý kompetiční model rostlinného společenstva pracující na základě klasických Lotka-Volterrových rovnic, s náhodně generovanými vstupními parametry. V tomto modelu jsme měnili velikost zásobníku druhů a intenzitu kompetice mezi druhy (rozsah hodnot kompetičních koeficientů). Následně jsme porovnávali dvě možné definice diversity, které se používají jako prediktory produktivity: 1) velikost zásobníku druhů a 2) realizovanou diversitu, tj. počet druhů, které se udržely ve společenstvu poté, co došlo ke kompetičnímu vyloučení. Výsledky našich simulací ukázaly, že produktivita byla vždy pozitivně ovlivněna velikostí zásobníku druhů. S rostoucí velikostí zásobníku druhů rostly taktéž selekční efekt a efekt komplementarity. Vztah mezi realizovanou diversitou a produktivitou byl velmi slabý v rámci simulací s jednotnou velikostí zásobníku druhů (tj. v případě, kdy gradient realizované diversity byl způsoben pouze rozdíly v náhodně generovaných vstupních parametrech modelu). Vztah mezi realizovanou diversitou a produktivitou byl mírně pozitivní pro malé zásobníky druhů a mírně negativní pro velké zásobníky druhů. Druhy s vysokou nosnou kapacitou v rámci generovaného společenstva obvykle snižují šanci ostatních druhů na přežití, ale zároveň zvyšují produktivitu společenstva, což vede k negativnímu vztahu mezi diversitou a produktivitou. Oproti tomu přítomnost vysoce komplementárních druhů (druhů se vzájemně nízkými kompetičními koeficienty) zvyšuje jak diversitu, tak produktivitu a ve výsledků způsobuje pozitivní vztah mezi diversitou a produktivitou. Tyto dva efekty se z větší části vzájemně vyruší. Pozorované trendy nebyly ovlivněny intenzitou kompetice v modelu.