Stabilizing mechanisms of grassland communities under disturbance

Abstract

O objetivo geral desta tese foi avaliar os efeitos da biodiversidade nativa campestre sobre a estabilidade ecossistêmica diante de anomalias climáticas de precipitação pluvial. No primeiro capítulo, Grassland stability: the role of biodiversity in the face of climate change, avalio o efeito de distintos componentes da biodiversidade campestre na estabilidade ecossistêmica sob anomalias climáticas de precipitação. Nesse capítulo foram utilizados dados obtidos nos levantamentos florísticos do projeto PPBio para os Campos Sulinos. Os resultados indicam que a estabilidade ecossistêmica dos Campos Sulinos está relacionada positivamente com a biodiversidade, porém isso depende da métrica de diversidade avaliada e da direção e intensidade das anomalias climáticas. No segundo capítulo, A global assessment on the effects of plant functional redundancy on grassland ecosystems’ stability during climatic anomalies, emprego o arcabouço analítico desenvolvido no capítulo I para avaliar os efeitos da diversidade taxonômica e funcional na resistência e na resiliência de sistemas campestres sob influência de eventos climáticos anômalos em uma escala global. Nesse capítulo, utilizo a base de dados sPlot para obter informações sobre comunidades campestres amostradas ao redor do mundo. Os resultados indicam que a biodiversidade da vegetação é preditiva da resistência e resiliência nos ecossistemas campestres ao redor do mundo, no entanto, a relação entre biodiversidade e estabilidade depende da métrica avaliada, da estrutura funcional da comunidade e da direção e intensidade da anomalia climática. Finalmente, no terceiro capítulo Biodiversity manipulation via removals, que está estruturado como um reporte metodológico, apresento um arcabouço para experimentos de remoção de BEF, juntamente com um algoritmo que se propõe a minimizar erros associados à falta de controle de alguns componentes da diversidade que não são alvo do estudo. Aplicamos essa estrutura experimental em um experimento de remoção com comunidades campestres nativas, nas quais manipulei a diversidade para avaliar o efeito da redundância funcional na resistência e na resiliência da produtividade sob condições hídricas extremas.

The main objective of this thesis was to evaluate the effects of native grassland biodiversity on ecosystem stability in the face climatic anomalies. In the first chapter, Grassland stability: the role of biodiversity in the face of climate change, I assessed the effect of different components of grassland biodiversity on ecosystem stability under climatic precipitation anomalies. In this chapter, data obtained from floristic surveys of the PPBio project for Campos Sulinos were used. The results indicate that the Campos Sulinos ecosystem stability is positively related to biodiversity, but this depends on the diversity metric evaluated and the direction and intensity of climatic anomalies. In the second chapter, A global assessment on the effects of plant functional redundancy on grassland ecosystems' stability during climatic anomalies, I use the analytical framework developed in the first chapter to assess the effects of taxonomic and functional diversity on the resistance and resilience of grassland systems under influence of anomalous climatic events on a global scale. In this chapter, I use the sPlot database to obtain information about grassland communities sampled around the world. The results indicate that vegetation biodiversity is predictive of resistance and resilience in grassland ecosystems around the world, however, the relationship between biodiversity and stability also depends on the evaluated metric, the functional structure of a community and the direction and intensity of the climatic anomaly. Finally, in the third chapter Biodiversity manipulation via removals, which is structured as a methodological report, I present a framework for BEF removal experiments, along with an algorithm that proposes to minimize biases associated with the lack of control of some diversity components that do not are the target of the study. We applied this experimental framework to a removal experiment with native grassland communities, in which I manipulated functional redundancy via species richness removal to assess its the effect on resistance and resilience under extreme dry and wet conditions.