The effects of landscape configuration on species richness and diversity in semi-natural grasslands on Öland : a preliminary study

Abstract (Swedish)

Semi-naturliga gräsmarker hör till våra mest artrika habitattyper och hyser många
hotade växt- och djurarter. Dessa gräsmarker drabbas av både kvalitetsförsämringar,
som följd av minskat bete, gödsling o.s.v., och av en ökad landskapsfragmentering. I
ett fragmenterat landskap är gräsmarksområdena mindre och mer isolerade från
varandra. Om den mänskliga påverkan är hög tenderar de även att ha relativt raka
kanter och en kompakt form. Eftersom fragmentering förväntas påverka växt- och
djurpopulationer negativt så är dess inverkan av intresse att studera ytterligare.
Inflytandet av gräsmarkspatchernas storlek, form och isolering på kärlväxtrikedom
och diversitet i semi-naturliga gräsmarker på centrala Öland studeras därför.
FRAGSTATS, ett datorprogram för analys av rumsliga mönster, används för att
kvantifiera landskapets konfiguration och tre olika statistiska metoder används för att
studera sambanden; t-test, Pearson’s korrelations koefficient och regressions analys.
Alla tre metoder tillför information vid analysen. Genomsnittlig artrikedom och
arttdiversitet ger däremot liknande resultat varför det vid fortsatta studier torde räcka
med att studera endast en av dessa faktorer.
Trots att regressionsanalysen visar att endast ett par procent av variationen i
artrikedom och artdiversitet kan förklaras av enbart storlek så indikerar alla tre
metoderna att area, kärnarea och omkrets är positivt relaterade till både artrikedom
och artdiversitet. Ingen skillnad mellan inflytandet från total area och från kärnarea
framträder vilket kan tyda på att en för smal kantzon används vid avgränsningen av
kärnområdet. Vidare, visar resultaten att påverkan från betning och övergödning är
starkare än påverkan från storlek.
Form verkar inte påverka den genomsnittliga artrikedomen eller artdiversiteten i
semi-naturliga gräsmarker. Endast låga signifikansvärden nås och olika slutsatser dras
beroende på vilket index som används. Om det finns någon påverkan så är den
relativt svag och beroende av en större variation i form för att framträda tydligt. Det
är dock troligt att utbredningen av enskilda arterna eller funktionella växttyper
påverkas av formen. Ytterligare studier krävs för att kunna avgöra detta.
Isolering verkar påverka artrikedom och artdiversitet negativt, men endast en liten del
av variationen kan förklaras. Dessutom är inte alla resultaten robusta. Som en följd av
datans utformning tas ingen hänsyn tas till patchernas storlek vid analysen. Det är
troligt att påverkan av isolering hade framträtt tydligare om detta hade gjorts, särskilt
i de små områdena. Intressant nog framträder inte den negativa påverkan av isolering
förrän avståndet till närmsta granne överstiger 70 till 100 meter. Om framtida studier
visar liknande resultat kan det påverka bevarandearbetet.
I det sista avsnittet ges rekommendationer för fortsatta studier av dessa gräsmarker.
Hänsyn behöver tas till patchstorlek då påverkan av isolering analyseras. Genom att
inkludera den historiska utbredningen av gräsmarker i analysen är det också troligt att
mer kunskap och större förståelse kan uppnås.

Abstract

Semi-natural grasslands are amongst our most species rich habitat types and house
many threatened plant and animal species. These grasslands suffer from both quality
deteriorations due to abandonment, fertilization etc., and from an increasing
landscape fragmentation. In fragmented areas patches are smaller and more isolated
from each other. If the anthropogenic influence is high, then they also tend to have
relatively straight borders and a compact shape. As fragmentation is expected to
affected plant and animal populations negatively it is of interest to examine further.
The influence of patch size, patch shape and isolation on the vascular plant species
richness and diversity in semi-natural grasslands on central Öland is therefore studied.
The spatial pattern analysis program FRAGSTATS is used to quantify the
configuration metrics and three different statistical methods are used to study the
relationships; the t-test, Pearson’s correlation coefficient and regression analysis. All
three methods contribute with information in the analyses. Mean species richness and
mean species diversity on the other hand give very similar results, so for the
continued studies in the area it should be sufficient to study one of these metrics.
Although the regression analyses show that only a few percent of the variation in
species richness and diversity can be accounted for by size alone all three methods
indicate that area, core area and patch perimeter are positively related to both species
richness and species diversity. No difference between the influence of total area and
core area is found which may indicate that a too narrow edge zone is used when
delimiting the core area. Furthermore, the results show that the effects of grazing and
eutrophication are stronger than the effect of size.
Shape does not appear to influence the mean species richness and diversity in seminatural
grasslands as significance is low and different conclusions are drawn
depending on which metric is used. If there is any influence then it must be relatively
weak and depend on more variation in patch shape to show clearly. However, it is
likely that the distribution of individual species or plant functional types is influenced
by shape. To determine this further studies are required.
Isolation is found to influence species richness and diversity negatively but only a
small part of the variation can be accounted for. Furthermore, all of the results are not
robust. Patch size is not taken into account in the analyses due to the nature of the
used data. Had this been done, then it is likely that the influence of isolation would
have been sturdier, especially in the small patches. Interestingly, the negative
influence of isolation does not appear to begin until the distance to the nearest
neighbour exceeds 70 to 100 meters. Should future studies find similar results this
would have implications for conservation work.
Some recommendations for the continued studies in these grassland areas are given in
the last section. Size needs to be taken into account when analysing the influence of
isolation. By including the historical extent of the grasslands in the analyses it is also
likely that more knowledge and a greater understanding can be gained.

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning: En tredjedel av våra kärlväxter, och inte mindre än två tredjedelar av de rödlistade arterna, återfinns i semi-naturliga gräsmarker. Under de senaste 150-200 åren har denna typ av område minskat med omkring 90 % i Sverige och de kvarvarande gräsmarkerna drabbas av både kvalitetsförsämringar, som följd av minskat bete, gödsling o.s.v., och av en ökad fragmentering. I ett fragmenterat landskap är gräsmarksområdena mindre och mer isolerade från varandra vilket ofta påverkar växt- och djurpopulationer negativt. Det är därför av intresse att studera hur dessa gräsmarker påverkas av den pågående landskapsfragmenteringen. I denna studie, som är en förstudie för ett större projekt, studeras hur kärlväxtrikedom och kärlväxtdiversitet påverkas av gräsmarksområdenas storlek, form och isolering.

Landskapets konfiguration kvantifieras m.h.a. datorprogrammet FRAGSTATS och tre olika statistiska metoder används för att studera sambanden mellan landskapsdata och artdata; t-test, Pearson’s korrelations koefficient och regressions analys. Att använda olika metoder har flera fördelar. Dels kan de olika metoderna bidra med delvis olika information, dels fås en bild av resultatens trovärdighet då de jämförs med varandra.

Studiens resultat tyder på att gräsmarksområdets storlek påverkar såväl artrikedom som artdiversitet positivt, något som stämmer väl överens med den teori som finns. I tidigare studier har denna inverkan dock inte alltid kunnat påvisas, något som sannolikt hänger samman med den hastighet varmed arealförändringarna sker. Efter en arealminskning följer en period under vilken artsammansättningen anpassar sig till de nya förhållandena och först därefter uppnås en ny jämvikt. Regressionsanalysen visar vidare att endast ett par procent av variationen i artrikedom och artdiversitet i studieområdet kan förklaras av enbart storlek medan korrelationskoefficienten visar att påverkan från betning och övergödning är starkare än påverkan från storlek. Slutligen visar t-testerna att det inte är möjligt att avgöra var den övre gränsen för storlekens påverkan går. Troligtvis beror det på att det finns relativt få stora, sammanhängande gräsmarker kvar i området.

Gräsmarksområdenas form verkar inte påverka den genomsnittliga artrikedomen eller artdiversiteten. Endast låga signifikansvärden nås och olika slutsatser dras beroende på vilket index
som används för att kvantifiera formen. Det är möjligt att låg variation i form ligger bakom de otydliga resultaten men troligtvis är det snarare utbredningen av enskilda arter eller funktionella växttyper som påverkas av formen. Ytterligare studier behövs för att kunna avgöra detta.

Teoretiskt sett borde isolering ha en negativ inverkan på artrikedom och artdiversitet. Resultaten tyder på att så också är fallet, även om regressionsanalysen visar att endast en liten del av variationen kan förklaras av enbart isolering och resultaten inte alltid är robusta. Som en följd av datans utformning tas ingen hänsyn tas till gräsmarksområdenas storlek vid isoleringsanalysen. Det är troligt att påverkan av isolering hade framträtt tydligare om detta hade gjorts, särskilt i de små områdena. Intressant nog framträder inte den negativa påverkan av isolering förrän avståndet till närmsta granne överstiger 70 till 100 meter. Om framtida studier visar liknande resultat kan det påverka bevarandearbetet.

• author: Irminger Street, Therese
• supervisor: Karin Hall-Könyves; Lotten Jönsson
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
• alternative title: Landkapskonfigurationens påverkan på artrikedom och artdiversitet i semi-naturliga gräsmarker på Öland : en förstudie
• year: 2006
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: semi-natural grasslands, landscape configuration, geography, physical geography, FRAGSTATS, Öland
• publication/series: Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
• report number: 126
• language: English
• id: 1963062
• date added to LUP: 2011-05-17 10:38:22
• date last changed: 2011-12-13 16:15:01