Species identity and negative density dependence lead to convergence in designed plant mixtures of twelve species

Der Einfluss von Konkurrenz auf die Entwicklung von artenreichen Pflanzengemeinschaften ist infolge der Komplexität möglicher Interaktionen schwierig zu quantifizieren. Mit Gemeinschaften bestehend aus einem gleichen Set von Arten in unterschiedlichen Häufigkeiten untersuchten wir den Einfluss der Artidentitäten und von Konkurrenzeffekten auf die Mischungsentwicklung. Wir beabsichtigten zu testen, inwieweit der relative Einfluss der Artidentität und von Konkurrenzeffekten die Pflanzengemeinschaften zu grösserer Ähnlichkeit (Konvergenz) bzw. geringerer Ähnlichkeit (Divergenz) führen würde. Dazu wurden 24 experimentelle Pflanzengemeinschaften mit je zwölf Flachmoorarten gepflanzt, wobei die Proportionen und absoluten Individuenzahlen der Arten variierten. Die Entwicklung der Gemeinschaften wurde über drei Jahre gemessen und die jährliche Veränderung der Artenbiomasse als lineare Funktion der Anfangsbiomasse jeder Jahresperiode modelliert. Nach drei Jahren war eine klare Dominanzstruktur erkennbar, und 80% der oberirdischen Biomasse wurde von vier Arten produziert. Die Dynamik der Gemeinschaften wurde in allen drei Jahren von artspezifischen Unterschieden in den relativen Wachstumsraten, d.h. von der Identität der Arten, stark beeinflusst. Im zweiten und dritten Jahr wurde zudem ein negativer Dichteeffekt festgestellt: Die proportionalen Veränderungen der dominanten Arten waren negativ korreliert mit ihrer Biomasse am Anfang jeder Jahresperiode. Interaktionen zwischen mehreren Arten - obwohl generell schwächer als Effekte der Artidentität und der intraspezifischen Konkurrenz - wurden zunehmend wichtiger und trugen einen weiteren Teil zum festgestellten Dominanzmuster bei. Wir schliessen daraus, dass die Identität der Arten und negative Dichteeffekte der dominanten Arten die wichtigsten Faktoren waren, die bei diesen experimentellen Pflanzengemeinschaften zur Konvergenz führten. Wir schlagen vor, den Einfluss funktioneller Eigenschaften auf die Dynamik von Pflanzengemeinschaften mit experimentellen Modellsystemen bestehend aus mehreren Arten zu untersuchen.