MetaComNet: Linking metacommunity dynamics to the structure of ecological networks and ecosystem functioning

En av vår tids største utfordringer er å bevare det biologiske mangfoldet og derved sikre velfungerende økosystemer. Økosystemfunksjoner som f.eks. pollinering avhenger ofte av et intrikat samspill mellom arter. Pollineringen av blomster er ofte helt eller delvis avhengig av samspillet mellom planten og pollinatorer. For å ta vare på artene og dette økologiske samspillet må vi ha kunnskap om hvor artene finnes, og hvordan miljøendringer påvirker dem. En utfordring er at pollinatorer kan ha fragmenterte bestander og ikke nødvendigvis finnes i alle potensielt gode leveområder. I områder med lite pollinerende insekter, kan planters reproduksjon begrenses av mangelen på pollinatorer. Verktøy som kan identifisere områder hvor samspillet mellom planter og pollinatorer er intakt, kan hjelpe til med å forutsi hvordan dette samspillet blir påvirket av miljøendringer. Dette er et viktig bidrag til å planlegge tiltak for å bevare det biologiske mangfoldet av både planter og insekter. Målet med MetaComNet er å utvikle statistiske modeller som kan brukes til å forutsi hvor robust samspilllet mellom planter og bier er i ulike områder og identifisere områder med liten pollenbegrensning. Vi har nå utviklet en metodologisk fremgangsmåte som bruker informasjon om landskapets sammensetning av arealklasser, sammen med andre miljøforhold, til å forutsi og kartfeste antallet arter av villbier som besøker ulike arter av blomster. Slike modeller krever tilgang på kart som klassifisere landskapet efter arealklasser (f.eks. gressareal, åker, og skog) på en høy nok oppløsning til å være økologisk relevante. I tillegg bør slike arealklasse-kart helst være semi-automatisk oppdaterbare så at tilstanden til landskapet, og derved frekvensen av blomsterbesøk fra villbier, kan følges over tid. Vi har derfor produsert et satellittbasert arealklasse-kart med 10m oppløsning som dekker hele Europa. Siden det er satellittbasert kan kartet oppdateres etterhvert som nye satellittbilder blir tilgjengelige. I tillegg til informasjon om miljøforhold krever vår modeller data på hvilke biearter som besøker ulike blomsterarter rundt om i landskapet. Sommeren 2020 har vi derfor gjort et omfattende feltarbeid og registrert bie-blomster-interaksjoner langs 41 veikanter i Norge og 30 tilsvarende studieområder i Danmark. Vi skal bruke disse data til å implementere modellen og lage kart som viser den forventede artsrikdom av blomsterbesøkende villbier. Vi har i tillegg innsamlet blomster fra de 41 norske veikanter og skal bruke disse for å undersøke om det finnes en geografisk variasjon i pollineringen av bomster, og om den forventede artsrikdom av blomsterbesøkere kan forklare denne forskjellen. Før vi tar i bruk de dataene vi har innsamlet på prosjektet har vi benyttet oss av et eksisterende datasett for at dobbeltsjekke at vores MetaComNet-modell kan modellere og forutsi forekomsten av bie-blomster-interaksjoner i Norge, Danmark og Nord-tyskland. Vores mål for 2023 er å bruke dataene vi har samlet på MetaComNet til å lage kart som viser den forventede forekomst av bie-blomster-interaksjoner samt å test om pollineringen av ville blomster kan forklares av denne forventede pollineringstjenesten fra villbier. MetaComNet er ledet av Norsk Institutt for Naturforskning (NINA) men trekker på ekspertise fra våre samarbeidsinstitusjoner: Universitetet i Oslo, Norsk Institutt for Bioøkonomi, Høgskulen på Vestlandet, og Aarhus Universitet (Danmark). For å sikre prosjektets forvaltningsmessige relevans vil vi gjennom prosjektet være i tett dialog med partnere fra Statens Vegvesen og Miljødirektoratet.

One of the greatest challenges of our time is to safeguard biodiversity and associated ecosystem functions. Fundamental ecosystem functions such as pollination are the product of mutualistic interactions between organisms. Our understanding of how these species interactions are influenced by environmental change is hampered by the lack of models for simultaneously predicting effects on the distribution of species, interspecific interactions, and associated ecosystem functions. Given the rate of environmental change, there is an urgent need for modelling frameworks that can quantify the influence of community assembly processes on the structure of interaction networks. The aim of MetaComNet is to develop a modelling framework that predicts the structure of interaction networks and the sustenance of associated ecosystem functions, based on community assembly processes (dispersal, trait-based ecological filtering and neutral processes). To achieve this goal, we will use a combination of simulated data, data from digital repositories, and data from our own ecological surveys. We will use ecological networks consisting of floral visitations by wild bees as a model system because bee-plant interactions can lead to pollination. We will conduct pollen limitation experiments to test if the predicted structure of bee-plant networks corresponds to the actual pollen limitation within plant communities. Considering the complexity of interaction networks and theirs linkages to ecosystem functioning, MetaComNet has a bold objective. The potential for achieving our goal is maximized through the careful selection of the experts constituting the research group, combined with a thoroughly thought through methodological approach. MetaComNet is therefore likely to make a substantial contribution to our understanding of how processes acting at different spatial scales influence species distributions, and interactions, and ultimately affect ecosystem functioning