Anthropogenic disturbance favors regional generalists over specialists

Abstract

Ihmisen toiminta aiheuttaa muutoksia yhteisöissä maailmanlaajuisesti. Ihmisvaikutteiset, eli antropogeeniset häiriöt muuttavat ekosysteemien luonnollista häiriödynamiikkaa aikaansaaden ominaisuuksiltaan uudenlaisia ympäristöjä. Tällaiset ympäristöt ovat usein suosiollisempia kasvupaikkavaatimuksiltaan generalisteille vieraslajeille kuin vaateliaammille spesialistilajeille. Tämän seurauksena generalistilajit leviävät uusille alueille ja paikallisia spesialistilajeja häviää. Useiden spesialistilajien korvautuminen muutamalla generalistilajilla voi lisätä eri yhteisöjen välistä samankaltaisuutta eli johtaa taksonomiseen homogenisaatioon ja sitä kautta luonnon monimuotoisuuden vähenemiseen ja sukupuuttojen lisääntymiseen. Ojitetut suot toimivat hyvänä esimerkkinä ihmisen vaikutuksesta muuttuneista ympäristöistä. Suokasvillisuus on suhteellisen spesialisoitunutta soiden ominaisille olosuhteille, jotka muuttuvat suon ojituksen seurauksena. Aikaisemmista tutkimuksista ilmenee, että ojitus johtaa kasviyhteisöjen väliseen homogenisaatioon eri soiden välillä ja suokasvilajien korvautumiseen alueellisesti generalisteimmilla metsälajeilla. Tämän tutkielman tarkoituksena oli tutkia ojituksen vaikutuksia suokasviyhteisön spesialisaatioon. Selvittääkseni onko soiden olosuhteisiin spesialisoituneiden kasvilajien mahdollista sopeutua ojitettujen soiden uudenlaisiin olosuhteisiin ja lisääntyykö generalistilajien määrä yhteisössä ojituksen jälkeen, käytin 118 suomalaiselta suolta kerättyä aineistoa putkilokasvien ja sammalten suhteellisesta runsaudesta. Määritin jokaiselle lajeille ja putkilokasvi- ja sammalyhteisölle spesialisaatioarvon spesialisaatioindekseillä. Näitä arvoja analysoimalla selvitin vaikuttaako ojitus eri tavalla luonnontilaisten yhteisöjen generalisti- ja spesialistilajien esiintymiseen ja muuttaako ojitus kasviyhteisön spesialistien ja generalistien määrän suhdetta. Tulokset osoittavat, että spesialistien runsaus ja yleisyys vaihtelivat generalisteja enemmän luonnontilaisten ja ojitettujen soiden välillä. Generalistilajien esiintyminen oli samanlaista sekä luonnontilaisilla että ojitetuilla soilla, kun taas spesialistilajien runsaus ja yleisyys joko lisääntyivät tai vähenivät ojitetuilla soilla verrattuna luonnontilaisiin soihin. Spesialistilajit, jotka olivat kärsineet ojituksesta olivat suo-olosuhteisiin spesialisoituneita lajeja, jotka olivat spesialisteja myös alueellisesti tarkasteltuina. Spesialistit, jotka runsastuivat ojituksen seurauksena olivat sen sijaan lajeja, jotka ovat alueellisesti tarkasteltuna generalisteja metsälajeja, jotka olivat luonnontilaisilla soilla paikallisia spesialisteja. Mahdollisesti tällaisten lajien lisääntyminen ojitetuilla soilla aikaansai sen, että kasviyhteisöjen generalisti- ja spesialistilajien määrän suhde ei näyttänyt tilastollisesti merkitsevästi eroavan luonnontilaisten ja ojitettujen soiden välillä, vaikka alueellisesti spesialistien lajien määrä väheni.

Anthropogenic activities account for changes in communities globally. Anthropogenic disturbances alter the natural disturbance dynamics of ecosystems thus creating environments with novel conditions. These environments are often more favorable to nonnative generalist species than to the more niche-confined specialists, hereby leading to the assisted spreading of generalists and to the decline of specialist species. The replacement of a variety of specialists with a few generalists can result in growing similarity among different communities i.e. taxonomic homogenization, which can itself lead to the decrease of biodiversity and to the increase on extinctions. Prime examples of environments affected by anthropogenic activities are drained peatlands. The conditions characteristic of peatlands, have resulted in relatively specialized vegetation in terms of habitat requirements that are no longer completely met after draining. Previous studies support the notion that drainage leads to the homogenization of plant communities between peatlands and to the directional change of specialized peatland species to more generalist forest species. The aim of this thesis was to study the effects of draining on the specialization of peatland vegetation. To test whether the plant species specialized to the pristine conditions are able to adapt to the new conditions of drained peatlands and whether the colonization of more broad-niched generalists increases after drainage, I used vascular plant and bryophyte relative abundance data collected from 118 peatland sites from around Finland. Specialization indexes were used to determine specialization rates for each individual plants species and bryophyte and vascular plant community. These rates were analysed to find out if the occurrence of generalists and specialist plant species of natural communities was affected differently by drainage and if drainage altered the specialist-generalist ratio of a plant community. The results show that the abundances and frequencies of specialist species differed more between pristine and drained peatlands than the ones of generalist species. The occurrence of generalist species was similar in both pristine and drained sites but specialist species had either increased or decreased both in abundance and frequency when comparing pristine sites to drained ones. Closer observations revealed that the decreased specialists were species specialized to specific peatland conditions thus appearing as specialist even on landscape level. The increased specialists were, however, landscape level generalists i.e. forest species that only appeared as specialists on pristine peatlands. Possibly because of the increase of such species in drained sites, the generalistspecialist ratios of plant communities seemed to not significantly differ between pristine and drained sites, even though the number of landscape level specialist species decreased.