title: Habitat loss and exotic plant invasions disrupt plant-animal mutualisms in a heterogeneous South African landscape
title: Habitatverlust und Invasionen exotischer Pflanzenarten gefährden Pflanze-Tier Mutualismen in einer heterogenen südafrikanischen Landschaft
Creators: name: Graß, Ingo
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2014
Subjects: seed dispersal
Plant-animal interactions
Pflanzeninvasionen
Habitatverlust
Samenausbreitung
habitat loss
plant invasions
Neobiota
Mutualismus
Bestäubung
pollination
Biowissenschaften, Biologie
Fragmentierung
Pflanze-Tiere Interaktionen

description: Natural habitat loss and exotic
      plant invasions are two major drivers of global change in
      subtropical and tropical ecosystems. These two drivers lead
      to a loss of biodiversity and alter species interactions,
      which may imperil vital ecosystem functions and services such
      as pollination and seed dispersal by animals. Yet, additive
      and potential interactive effects of natural habitat loss and
      plant invasion on mutualistic interactions are poorly
      understood. I therefore studied the combined effects of these
      two drivers on plant–pollinator and plant–frugivore
      interactions in a heterogeneous forest landscape in South
      Africa. The studies presented in this thesis demonstrate that
      natural habitat loss and exotic plant invasions profoundly
      alter and partly disrupt plant–animal mutualistic
      interactions. Specialized species and interactions are
      especially vulnerable, which may not only affect their own
      survival but also that of their mutualistic partners. Here,
      it should be noted that my findings indicate that both
      studied mutualisms, pollination and seed dispersal, are
      equally likely to be significantly altered by global change,
      despite marked differences between them such as the
      specialization between mutualistic partners. Furthermore, the
      community approach applied in all of my studies showed that
      the overall effects of the two global change drivers on the
      studied mutualism are generally negative, but also allowed me
      to separate the responses of different species to the two
      drivers. Here, I showed that these responses were in many
      cases directly related to the functional traits of species.
      In contrast, species richness was a poor representative of
      changes in the functional composition of species communities.
      Consequently, understanding and predicting ecological
      processes under global change considerably benefits from
      functional trait-based approaches. Furthermore, I found that
      different drivers of global change affect communities via
      different response traits. Results obtained from one
      functional trait therefore may not be representative for
      those from another trait. Similarly, in all of my studies I
      found marked effects of the two investigated global change
      drivers on mutualistic interactions and the composition of
      species communities. However, effects were often specific to
      one driver, and many results would have been overlooked in
      single-driver studies. Consequently, my results highlight the
      need to include multiple global change drivers when studying
      ecosystem processes on a community scale. Here, I found that
      the two drivers can be complementary in their negative
      effects on specialized species and interactions. While these
      additive effects are already worrying, I also found evidence
      for negative synergistic effects between the two drivers on
      specialized species. Such synergisms considerably increase
      the risk of species’ extinctions and thus of a permanent
      disruption of essential ecosystem processes.
description: Habitatverlust und Invasionen
      gebietsfremder, exotischer Pflanzenarten sind zwei
      hauptverantwortliche Treiber des globalen Wandels. Diese
      Treiber bedrohen sowohl natürliche Artengemeinschaften als
      auch essentielle Ökosystemprozesse, wie beispielsweise die
      Bestäubung und Samenausbreitung von Pflanzenarten durch
      Tierarten. In subtropischen und tropischen Wäldern sind bis
      zu 90% aller Pflanzenarten auf die Bestäubung durch Tiere
      sowie die Samenausbreitung durch Frugivore angewiesen.
      Insbesondere spezialisierte Pflanze-Tier Interaktionen
      könnten durch den Verlust natürlicher Habitate und
      Pflanzeninvasionen bedroht sein. Ebenso könnte ein Verlust
      der funktionellen Diversität von Artengemeinschaften durch
      die beiden Treiber eine Reduktion der Funktionsfähigkeit von
      Ökosystemen in degradierten Habitaten anzeigen. Dennoch sind
      die Auswirkungen von Habitatverlust und Pflanzeninvasionen
      auf Bestäubungs- und Samenausbreitungsprozesse bisher wenig
      verstanden. In einer heterogenen, subtropischen
      Waldlandschaft in Südafrika untersuchte ich den Einfluss des
      Verlusts natürlicher Habitate und der relativen Abundanz
      exotischer Pflanzenarten auf Pflanze-Bestäuber Interaktionen,
      die funktionelle Diversität von Bestäubergemeinschaften und
      Pflanze-Frugivor Interaktionen. In einer ersten Studie fand
      ich eine Verringerung der Spezialisierung von
      Pflanze-Bestäuber Interaktionen, welche auf einen Verlust
      spezialisierter Interaktionen mit zunehmendem Habitatverlust
      und zunehmendem Anteil exotischer Pflanzenarten hinwies.
      Dieser Verlust wurde von einer Änderung der Zusammensetzung
      der Bestäubergemeinschaften in Richtung eines höheren Anteils
      an Habitatgeneralisten begleitet. In einer zweiten Studie
      fand ich eine Verringerung der funktionellen Diversität der
      Bestäubergemeinschaften in verschiedenen morphologischen
      Merkmalen mit zunehmendem Habitatverlust sowie zunehmendem
      Anteil exotischer Pflanzenarten in meinen
      Untersuchungsflächen. Hierbei hatten Habitatverlust und
      Pflanzeninvasionen teils merkmalspezifische und teils
      vergleichbare negative Effekte auf die funktionelle
      Diversität der Bestäubergemeinschaften. Trotz der Abnahme der
      funktionellen Diversität fand ich keine gerichtete
      Veränderung in der Artenzahl von Bestäubern mit zunehmendem
      Habitatverlust oder zunehmendem Anteil exotischer
      Pflanzenarten. Die Artenzahl der Bestäubergemeinschaften war
      somit ein schlechter Indikator ihrer funktionellen
      Diversität. In einer dritten Studie fand ich Änderungen in
      Pflanze-Frugivor Interaktionen mit zunehmendem Habitatverlust
      und Invasionsgrad meiner Untersuchungsflächen. Hierbei waren
      die Besuchsmuster von Habitatgeneralisten und obligaten
      Frugivoren mit einem generalisierten Nahrungsspektrum jeweils
      wenig von Habitatverlust und Pflanzeninvasionen betroffen.
      Jedoch nahmen die Besuchsraten von Frugivoren mit einer hohen
      Spezialisierung auf natürliche Wälder oder einer
      Spezialisierung auf bestimmte fruchtende Pflanzenarten mit
      zunehmendem Habitatverlust und Invasionsgrad ab. Dabei
      bewirkten insbesondere negative, synergistische Effekte
      zwischen Habitatverlust und Invasionsgrad eine Abnahme der
      Besuchsrate von spezialisierten, partiellen Frugivoren. Zudem
      hingen Veränderungen der Besuchsraten mit Habitatverlust von
      der Waldspezialisierung der Frugivore ab, während
      Veränderungen mit zunehmenden Invasionsgrad der
      Untersuchungsflächen von der Spezialisierung der Frugivore
      auf fleischige Früchte abhingen. Zusammenfassend zeigen diese
      drei Studien, dass der Verlust natürlicher Habitate und
      Invasionen exotischer Pflanzenarten insbesondere
      spezialisierte Pflanze-Tier Interaktionen negativ
      beeinflussen. Ebenso kann es zu einem Verlust von
      funktioneller Diversität kommen, welcher bei einem
      ausschließlichen Fokus auf Artenzahlen nicht zum Vorschein
      tritt. Habitatverlust und Pflanzeninvasionen haben
      vergleichbare negative Effekte auf Pflanze-Tier Mutualismen.
      Jedoch hängen die Reaktionen einzelner Tierarten auf diese
      beiden Treiber des globalen Wandels von artspezifischen
      Merkmalen, wie beispielsweise ihrer Habitatspezialisierung
      oder bestimmten morphologischen Merkmalen, ab. Die
      Erforschung der Effekte des globalen Wandels auf natürliche
      Ökosystemprozesse profitiert daher von integrierten Ansätzen,
      welche mehrere Treiber umfassen und einen Fokus auf mehrere
      funktionelle Merkmale von Arten legen.