Meer biodiversiteit in ecosysteem geeft meer productiviteit

Door de kap van het regenwoud en de landontginning ten behoeve van de landbouw verdwijnen er in de tropen steeds meer soorten. Dat betekent niet alleen het definitieve einde van vele unieke planten en dieren, maar ook dat complete ecosystemen (biologische leefgemeenschappen) verarmen en kwetsbaarder worden.

Dat laatste nam men althans tot nu toe aan, omdat men dacht dat rijke ecosystemen met veel soorten beter presteerden en minder kwetsbaar waren dan verarmde met weinig soorten. Maar veel harde experimentele gegevens om die hypothese te staven waren er eigenlijk niet. Het is nu eenmaal moeilijk zo niet onmogelijk om in het veld de natuur de 'pols te nemen' door processen als fotosynthese, ademhaling en compostering kwantitatief te meten.

Daar is nu verandering in gekomen met experimenten in het zogeheten Ecotron, een faciliteit van het NERC Centrum voor Populatiebiologie van het Imperial College in in het Engelse Berkshire. Het Ecotron, waarvan de bouw 1 miljoen Britse ponden heeft gekost, bestaat uit een serie afgesloten compartimenten met oppervlakten van 1 mwaarvan de omstandigheden exact kunnen worden gecontroleerd en gemanipuleerd, en waarin het gedrag van kunstmatig opgebouwde ecosystemen door de tijd kan worden gevolgd. In een vandaag verschijnend artikel in het wetenschappelijke tijdschrift Nature (blz. 734-737) beschrijft een team biologen wat de invloed is van de biodiversiteit op het fysiologische en ecologische gedrag van zulke ecosystemen.

De Britse onderzoekers s creëerden miniatuur-leefgemeenschappen met respectievelijk 9, 15 en 31 soorten (waarbij de diversere ecosystemen uitbreidingen waren de armere). In alle 14 compartimenten van de proef, die een half jaar duurde, waren vier niveaus uit de voedselketen vertegenwoordigd: ontbinders (zoals aardwormen), primaire producenten (planten die energie uit zonlicht vastleggen), herbivoren (zoals luizen, witte vliegen en slakken) en parasieten op deze herbivoren (vliesvleugelige insecten). De omgevingscondities, waaronder de luchttemperatuur- en circulatie, de relatieve vochtigheidsgraad, het bodemwater, de aanvankelijke bodemcondities, en de aanvankelijke dichtheden van de organismen waren voor alle compartimenten gelijk.

Door periodieke meting volgden de onderzoekers een aantal belangrijke processen in de tijd: de ademhaling, de ontbinding, de verblijfstijden van water en voedingsstoffen zoals stikstof, fosfor en kalium, en de productiviteit (fotosynthese-activiteit) van de planten. Van al deze processen vertoonden er twee, de ademhaling en de productie, een lineair verband met de biodiversiteitsgraad: twee of drie maal zo veel soorten betekende ook een twee of drie maal zo hoge productiviteit en ademhaling. Mogelijk hangt dit samen met de efficiëntere opvanging van licht door de bladeren in de diversereecosystemen, die beter in staat zijn om de ruimte te vullen.

Met het Ecotron-experiment is het voor de eerste maal gelukt om een kwatitatieve vergelijking te maken tussen zeer goed vergelijkbare ecosystemen met verschillende graden van biodiversiteit. Door de exacte beheersing van de begin- en omgevingscondities zijn de proeven uitstekend te herhalen of uit te breiden. Daardoor zijn ze voor de ecologie van veel groter nut dan bijvoorbeeld de Biosphere-2 eco-kas in Texas, die veel publiciteit krijgt maar door de wetenschap nauwelijks serieus wordt genomen. (Nature 21 april).