Nonlinear disruption of ecological interactions in response to nitrogen deposition

Abstract

El cambio ambiental global (GEC) está afectando las interacciones entre especies y provocando una rápida disminución de la biodiversidad. En este estudio, presento un nuevo Índice de alteración del ecosistema para cuantificar los impactos de la deposición simulada de nitrógeno (N) (0, 10, 20 y 50 kg N·ha−1·yr−1 + 6–7 kg N·ha− Antecedentes 1·año-1) sobre interacciones ecológicas abióticas y bióticas. Este índice comparativo se basa en matrices de regresión lineal y cuadrática por pares. Estas matrices, calculadas al nivel de tratamiento de N, se construyeron utilizando una variedad de componentes del ecosistema biótico y abiótico: pH del suelo, cobertura de arbustos y el primer componente de varios análisis de componentes principales separados utilizando datos de fertilidad del suelo (carbono total y N) y datos de la comunidad. datos (plantas anuales, microorganismos, biocostras, fauna edáfica) para un total de siete constituyentes del ecosistema. Cuatro años de fertilización con N en un matorral semiárido alteraron por completo la red de interacciones ecológicas, con un mayor aumento proporcional en la alteración del ecosistema a niveles bajos de adición de N. Las interacciones bióticas, particularmente aquellas que involucran microbios, arbustos y fauna edáfica, fueron más propensas a perderse en respuesta al N, mientras que las interacciones que involucran propiedades del suelo fueron más resistentes. En contraste, la fauna edáfica fue el único grupo directamente afectado por la adición de N, con ácaros y colémbolos aumentando su abundancia con hasta 20 kg N·ha-1·yr-1 y luego disminuyendo, lo que apoya la idea de niveles tróficos más altos. Los organismos son más sensibles a las perturbaciones debido a vínculos más complejos con otros componentes del ecosistema. Futuros estudios experimentales que evalúen los impactos de la deposición de N, y posiblemente otros impulsores del GEC, sobre la biodiversidad y las interacciones bióticas y abióticas pueden explicar los resultados de manera más efectiva en el contexto de las redes ecológicas como una característica clave de la sensibilidad de los ecosistemas.