Assessing and comparing relationships between ecosystem functioning and species diversity across forest ecosystems

Abstract

"Ecosystems are the fundamental unit in ecology, it is at this level that fundamental processes for the ecosystem functions are made; in recent years it has been proved that this processes are positively related to the species diversity, nevertheless, there are no global studies that could actually define this relation. The principal goal for this research is to implement a new methodology to evaluate the relationships between ecosystem function and species diversity at a global scale. In order to use this methodology it was necessary to use the databases of A.H. Gentry from the SALVIAS project which contain information from more than 200 forests worldwide. With this information, Monte Carlo simulations were carried out (re-sampling proportional to the sample size) for each database, and the shape of the curve was observed as a result of the mean of the accumulated biomass groups as the species richness increased. Afterwards, regressions were applied (with the formula F = αSβ) in order to classify the curves according to the parameters of the curve α and β. These parameters were later compared with several biotic and abiotic factors (Holdridge life-zones, precipitation, elevation, latitude and species richness). We got 152 positive deceleration response curves, 39 positive quasilinear and 7 positive accelerative curves, a clear relationship was observed between α and β parameters and the Holdridge life-zones, in addition tendency curves were appreciated when comparing the parameters with elevation, latitude and species richness."

"Los ecosistemas son la unidad fundamental de la ecología, y es a ese nivel que se realizan procesos fundamentales para el funcionamiento del mismo, en los últimos años se ha corroborado que dichos procesos se relacionan de manera positiva con la diversidad presente en dicho ecosistema, sin embargo, no existen estudios a escala global que puedan ayudar a determinar esta relación. El objetivo principal de este estudio radica en implementar una metodología para evaluar las relaciones entre funcionamiento ecosistémico y diversidad de especies a nivel global. Para poder implementar la metodología fue necesario utilizar las bases de datos de A.H. Gentry del proyecto SALVIAS las cuales contienen información de más de 200 bosques alrededor del mundo. Con esta información, se realizaron simulaciones Monte Carlo (re-muestreo proporcional al tamaño de la muestra) para cada base de datos y se observó la forma de la curva que resultaba del promedio de grupos de biomasa acumulada a medida que la riqueza de especies aumentaba. Posteriormente se realizaron regresiones (mediante la fórmula F = αSβ) para poder clasificar las curvas en base a los parámetros α y β. Dichos parámetros fueron después comparados con diversos factores tanto bióticos como abióticos (zonas de vida de Holdridge, precipitación, elevación, latitud y riqueza de especies). Se obtuvieron un total de 152 curvas positivas desacelerativas, 39 curvas positivas cuasi lineales y 7 curvas positivas acelerativas, se pudo apreciar una clara relación entre los parámetros α y β y las zonas de vida de Holdridge, además de apreciar líneas de tendencia al correlacionar con la elevación, latitud y riqueza de especies"