The diversity–biomass–productivity relationships in grassland management and restoration

SummaryDiversity, biomass, and productivity, the three key community/ecosystem variables, are interrelated and pose reciprocal influences on each other. The relationships among the three variables have been a central focus in ecology and formed two schools of fundamentally different nature with two related applications: (1) management – how biomass manipulation (e.g., grazing, burning) affects diversity and productivity, and (2) restoration – how diversity manipulation (e.g., seeding, planting) affects biomass and productivity. In the past, the two apparently related aspects have been studied intensively but separately in basic research and the reciprocal effects of the three variables and applied aspects have not been jointly addressed. In most cases, optimal management often involves regulating biomass so that high diversity and productivity or other preferred habitat characteristics can be achieved and maintained, while restoration usually involves planting/seeding a certain number and/or combination of native species so that the native structure and function of the habitat can be restored and degraded ecosystems can recover faster. This article attempts to unify these two schools and discusses the significance and implications of the diversity–biomass–productivity relationships in practice, with particular emphasis on grassland ecosystems.

ZusammenfassungDiversität, Biomasse und Produktivität, die drei Lebensgemeinschafts-/Ökosystem- Schlüsselvariablen, sind miteinander verknüpft und haben wechselseitige Einflüsse aufeinander. Die Beziehungen zwischen den drei Variablen waren ein zentraler Fokus der Ökologie und formten zwei Lehrmeinungen fundamental unterschiedlicher Natur, die zwei miteinander verbundene Anwendungen hatte: (1) Management – wie beeinflusst die Manipulation der Biomasse (z. B. Beweidung, Brände) die Diversität und Produktivität, und (2) Restauration – wie beeinflusst die Manipulation der Diversität (z. B. säen, pflanzen) die Biomasse und Produktion. In der Vergangenheit wurden die zwei offensichtlich miteinander in Beziehung stehenden Aspekte intensiv aber getrennt voneinander in der Grundlagenforschung untersucht und die wechselseitigen Effekte der drei Variablen sowie die Aspekte der Anwendung wurden nicht in zusammenwirkend untersucht. In den meisten Fällen beinhaltet ein optimales Management häufig die Regulation der Biomasse, damit eine große Diversität und Produktivität oder andere bevorzugte Habitateigenschaften erreicht und erhalten werden können. Die Restauration beinhaltet dagegen normalerweise das Pflanzen bzw. Säen einer bestimmten Anzahl und/oder einer Kombination natürlicher Arten, so dass die natürliche Struktur und Funktion der Habitate wieder hergestellt wird und degradierte Ökosysteme sich schneller erholen. Dieser Artikel versucht diese beiden Lehrmeinungen zu vereinen und diskutiert die Bedeutung und Implikationen der Diversitäts-Biomasse-Produktivitäts-Beziehungen in der Praxis mit einem besonderen Schwerpunkt auf Grünland-Ökosystemen.