Sensitivity of soil decomposer communities to habitat fragmentation : an experimental approach

Abstract

FM Minna-Liisa Rantalainen osoittaa väitöskirjatyössään, että metsämaaperän eliöyhteisöt sietävät suhteellisen hyvin elinympäristönsä pirstaloitumista. Yhtenä harvoista aiheesta tehdyistä tutkimuksista työ luo myös pohjaa mallille siitä, miten maaperäeliöillä saatuja tuloksia voidaan hyödyntää, kun halutaan ennustaa luonnonsuojelun kannalta tärkeiden eliöiden selviytymismahdollisuuksia elinympäristön pirstaloituessa.Yhtenäisen elinympäristön pirstaloitumisen pienemmiksi saarekkeiksi tiedetään johtavan lajien häviämisiin ja/tai pienempiin populaatioihin. Maaperän hajottajaeliöyhteisön vasteita pirstaloitumiseen on aiemmin tutkittu varsin vähän. Tämä on yllättävää, koska hajottajilla on tärkeä merkitys maaperän toiminnassa ja viime kädessä metsän kasvussa.Rantalaisen tutkimukset osoittavat, että kokonaisuutena maaperän eliöyhteisöt sietävät suhteellisen hyvin pirstaloitumisesta aiheutuvia elinympäristön muutoksia: kokeissa luoduista maaperäpirstaleista hävisi vain vähän lajeja. Aiemmissa tutkimuksissa on todettu maaperän eliöiden sietävän hyvin erilaisten metsänkäsittelytoimenpiteiden aiheuttamia muutoksia elinympäristössään. Rantalaisen tulokset viittaavat siihen, ettei elinympäristön pirstaloituminenkaan ole vakava uhka maaperän monimuotoisuudelle eikä siten hajottajayhteisön toiminnalle. On kuitenkin huomattava, että tämä tulos koskee maaperän erityisoloissa eläviä eliöyhteisöjä, eikä sen perusteella voi suoraviivaisesti ennustaa muiden, toisenlaisiin olosuhteisiin sopeutuneiden eliöyhteisöjen herkkyyttä pirstaloitumiselle.Tutkimuksissa saatiin kuitenkin selkeitä viitteitä siitä, että eräät harvinaiset ja vähälukuiset hyppyhäntäislajit kärsivät pirstaloitumisesta. Lisäksi tutkittujen maaperän huippupedot, kuten petopunkit, osoittautuivat herkemmiksi elinympäristön pienelle koolle kuin muut maaperäeliöt. Useat aiemmat kokeet maanpäällisissä eliöyhteisöissä ovat osoittaneet harvinaisten ja korkealla ravintoketjussa olevien eliöiden olevan erityisen herkkiä elinympäristön pirstaloitumiselle.

The objectives of this thesis were (i) to experimentally investigate the effects of habitat fragmentation on soil decomposers, and (ii) to examine whether such studies of soil decomposer communities can be used as a tool to provide generally applicable information on the consequences of habitat fragmentation. Special emphasis was put on testing the utility of habitat corridors in mitigating the expected negative effects of fragmentation.The experiments were conducted both in the laboratory and in the field. The results show that the soil decomposer organisms are, in general, relatively insensitive to habitat fragmentation. However, some predatory and rare, non-predatory microarthropod species were an exception to this rule, being negatively affected by restricted habitat size.The functioning of corridors in alleviating fragmentation-induced effects was practically undetected. Despite this, corridors were shown to facilitate the colonisation of new habitats by both soil fauna and microbes, suggesting that the corridors may benefit a whole community instead of only one or a few species. It was also shown that resource quality is a fundamental factor in determining the abundance of soil decomposers in fragmented habitats. The present studies were novel in the sense that they investigated the responses of a wide variety of organisms, from basal resources to top predators.Although it is unlikely that the results can be straightforwardly extrapolated to larger scales, they nevertheless suggest that not all communities, and species therein, unanimously suffer from habitat fragmentation. On the other hand, the fragmentation responses of soil microarthropods may not differ that much from those of aboveground organisms operating at larger scales. The results of this thesis support the applicability of studying soil food webs as a tool for solving questions related to both applied and theoretical ecology.