Loss of environmental heterogeneity and aquatic macroinvertebrate diversity following large-scale restoration management

Restoration management frequently focuses on recreating suitable environmental conditions for a ‘target vegetation’. This approach neglects the importance of habitat diversity and spatial configuration for individual species. Here, we investigate the role of environmental heterogeneity in a restoration context and report the response of aquatic macroinvertebrates to re-wetting measures, which were taken to mitigate desiccation in a bog landscape. Because only parts of the study area were affected by re-wetting measures, changes in aquatic macroinvertebrates could be compared between re-wetted and non-re-wetted parts. In addition, species were grouped into life-history strategies to test whether the invertebrate response differed between functional species groups. Total species numbers declined in the re-wetted parts and invertebrate assemblages became more similar both in terms of species and life-history strategies. These results indicate that large-scale re-wetting caused a functional homogenization. Changes in environmental conditions following re-wetting could be consistently related to changes in strategy composition. Retention of rainwater decreased the influence of groundwater. Here species increased that are adapted to physiological stress as well as those employing risk spreading, which indicates that environmental conditions had become harsher and less predictable. In contrast, reduced drainage locally increased groundwater influence, with life-history strategies indicating enhanced predictability of environmental conditions. Importantly, such conditions also characterise lagg zones and transitional mires in pristine raised bog landscapes, which are hotspots for biodiversity. Thus, while large-scale re-wetting decreased environmental heterogeneity, increasing the supply of groundwater seems a more promising restoration strategy for aquatic invertebrates in degraded peatlands.

ZusammenfassungRenaturierungsmaßnahmen haben zumeist den Fokus, die physikalisch-chemische Bedingungen der Zielvegetation wieder herzustellen, unter der Annahme, dass Pflanzen und Tiere automatisch folgen. Dieser Fokus vernachlässigt jedoch die Bedürfnisse von Tieren, deren Ansprüche vor allem bezüglich der Umweltheterogenität viel höher liegen können. Die vorliegende Studie untersucht die Bedeutung der Umweltheterogenität in der Restauration. Es wird dargelegt wie aquatische Makroinvertebraten auf Renaturierungsmaßnahmen reagieren, die unternommen wurden, um der Austrocknung einer Moorlandschaft entgegen zu wirken. Um die Reaktion aquatischer Makroinvertebraten funktionell interpretieren zu können, wurden mit Hilfe von Arteigenschaften Arten in Überlebensstrategien gruppiert. Jede Strategie repräsentiert eine andere Lösung eines spezifischen, ökologischen Problems, und verbindet dadurch Arten und ihre Umwelt durch die Arteigenschaften. Die Gesamtartenzahl dezimierte sich in wiedervernässten Gebietsteilen und die Zusammensetzung von Überlebensstrategien (Arten-Abundanzen zusammengefasst pro Überlebensstrategie) wurde ähnlicher. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Wiedervernässung als ein Artenfilter fungierte und die Ausbreitung einiger weniger Überlebensstrategien in allen Gewässern positiv beeinflusste aber andere Strategien hemmte. Effekte von Renaturierungsmaßnahmen auf Umweltbedingungen konnten gut mit der Zusammensetzung von Überlebensstrategien korreliert werden. Regenwasserretention erhöhte den Wasserspiegel und verringerte den Einfluss des Grundwassers. Die Zunahme an Arten mit guter physiologischer Toleranz und Risikoverteilung zeigen an, dass die Umweltbedingungen ungünstiger und weniger vorhersehbar geworden sind. Reduzierte Entwässerung erhöhte lokal Einfluss des Grundwassers und verbesserte dadurch die Vorhersagbarkeit von Umweltbedingungen. Arten mit einem synchronisierten Lebenszyklus nahmen zu. Von herausragender Bedeutung für die Biodiversität in pristinen Hochmoorlandschaften sind stabile, minero-trophische Übergänge. Während großräumige Wiedervernässung die Umweltheterogenität verringerte, schien die Verfügbarkeit von Grundwasser eine erfolgreichere Restaurationsstrategie für aquatische Invertebraten in degradierten Mooren zu sein. Regeneration von Torfbildung wird zudem durch die Verfügbarkeit von minero-trophischem Grundwasser an der Torfsubstratbasis unterstützt. Durch die Restauration natürlicher Prozesse wie z.B. der regionalen Hydrologie werden zugleich wichtige Ökosystemfunktionen und -stukturen wieder hergestellt. Dieses unterstützt die Effektivität von Restaurationsplänen mit dem Ziel die Vielfalt charakteristischer Tierarten wiederherzustellen.