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A stressor-independent test for biodiversity – ecosystem function relationships during a 23-year whole-lake experiment

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Abstract:

Anthropogenic stressors are the current drivers of loss of global biodiversity and deterioration of ecosystem function (e.g., primary production). However, it is debatable whether human stressors or associated changes in biodiversity better predict the impairment of ecosystem function. Variation in plankton communities during a whole-lake experiment (Lake 302S, Experimental Lakes Area, Canada) was examined to test whether the stressor treatment effect or subsequent stressor-independent variation in species richness best explained interannual variation in aggregate functional properties, such as productivity or net total biomass. Although significant “biodiversity–ecosystem function” relationships were detected, these correlations were confounded by the negative effect of experimental acidification on species richness. The stressor effect was removed by plotting functional properties against the residuals from the species richness–pH regressions, which generated either negative or nonsignificant relationships. The lack of significant stressor-independent positive relationships between functional properties and species richness highlights the potential greater importance of other mediating factors, such as interactions among multiple stressors, species identity, and altered trophic interactions, at the whole-ecosystem scale.

Les stress anthropiques sont les causes courantes de la perte de la biodiversité globale et de la détérioration du fonctionnement des écosystèmes (par ex., de la production primaire). Il n’est pas clair, cependant, si ce sont les facteurs anthropiques de stress ou les changements de biodiversité qui leur sont associés qui prédisent le mieux la détérioration du fonctionnement des écosystèmes. Nous avons examiné la variation des communautés de plancton dans une expérience à l’échelle d’un lac entier (lac 302S, Région des lacs expérimentaux, Canada) afin de vérifier si la variation interannuelle des propriétés fonctionnelles globales, telles que la productivité ou la biomasse totale nette, s’expliquent mieux par les effets du traitement de stress ou par la variation subséquente de la richesse spécifique qui est indépendante du facteur de stress. Bien que des relations significatives «biodiversité–fonction écosystémique» puissent être décelées, ces corrélations sont obscurcies par l’effet négatif de l’acidification expérimentale sur la richesse spécifique. L’effet du facteur de stress est retiré en représentant sur un graphique les propriétés fonctionnelles en fonction des résidus des régressions de la richesse spécifique sur le pH, ce qui génère des relations négatives ou alors non significatives. L’absence de relations positives significatives indépendantes du facteur de stress entre les propriétés fonctionnelles et la richesse spécifique souligne l’importance potentiellement supérieure d’autres facteurs explicatifs, tels que les interactions entre les multiples facteurs de stress, l’identité des espèces et l’altération des relations trophiques à l’échelle de l’écosystème entier.

Document Type: Research Article

Publication date: 2009-11-01

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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