Life-history trait and functional diversity patterns of ground beetles and spiders along a coastal heathland successional gradient

We investigated patterns in species richness and diversity, life-history traits and functional diversity of carabid beetles and spiders along a coastal heathland successional gradient. We sampled in five successional stages on the island of Hiddensee, Germany. Species richness of carabids and spiders and Simpson diversity for spiders did not differ among stages. Functional dispersion (FDis), a measure of functional richness, was lowest in the youngest stage for both carabids and spiders. Older successional stages represent more heterogeneous habitats and offer a broader range of niches, which might enhance functional dispersion. Functional evenness (FEve) differed among successional stages for spiders, indicating an uneven distribution of species abundances in the functional trait space. Functional divergence (FDiv) did not differ among stages for either taxon. Shifts in life-history traits were noted in both arthropod groups, but not always in the same direction: Body size of carabid beetles increased towards older successional stages, but decreased for spiders. The number of flightless carabid species increased towards older habitats. Each successional stage seemingly favors species with distinct life-history traits (species sorting). We conclude that a trait-based approach including the use of functional diversity measurements (FDis) could contribute valuable information for biodiversity conservation.

ZusammenfassungZiel der vorliegenden Studie ist die Analyse von Diversitätsmustern (alpha-Diversität, funktionale Diversität) und dem Vorkommen biologischer Merkmale von Laufkäfern und Spinnen entlang eines Sukzessionsgradienten in einer Küstenheide auf der Insel Hiddensee (Deutschland). Beprobt wurden fünf Stadien mit jeweils drei Wiederholungen. Sowohl für die Artenzahlen als auch für die Simpson-Diversität der Spinnen ließen sich keine Unterschiede zwischen den Sukzessionsstadien feststellen. Die funktionale Diversität (functional dispersion, FDis) beider Taxa war in den jüngsten Stadien am niedrigsten, wohingegen die älteren Stadien heterogenere Habitate sind. Daraus ergibt sich ein breiteres Nischenangebot, das die funktionale Diversität möglicherweise erhöht. Die Unterschiede in der funktionalen Evenness (functional evenness FEve) der Spinnen sind vermutlich auf eine ungleiche Verteilung der Merkmalshäufigkeiten zurückzuführen. Für die funktionale Divergenz (functional divergence, FDiv) ergaben sich keine Unterschiede entlang des Sukzessionsgradienten. In beiden Artengruppen wurden Unterschiede in der Verteilung der biologischen Merkmalen festgestellt: Die Körpergröße von Laufkäfern nahm mit fortschreitender Sukzession zu, während Gegenteiliges für die Spinnen beobachtet wurde. Weiterhin stieg die Anzahl flugunfähiger Laufkäfer mit dem Sukzessionsalter. Jedes Sukzessionsstadium scheint das Vorkommen von Arten mit bestimmten biologischen Merkmalsausprägungen zu begünstigen (species sorting). Sowohl die Analyse von Verteilungsmustern biologischer Merkmale als auch die Interpretation funktionaler Diversitäts-Indizes kann einen wichtigen Beitrag für den Biodiversitätsschutz leisten.