The mechanisms by which climatic changes influence ecosystem functions, that is, by a direct climatic control of ecosystem processes or by modifying richness and trait compositions of species communities, remain unresolved. This study is a contribution to this discourse by elucidating the linkages between climate, land use, biodiversity, body size and ecosystem functions. We disentangled direct climatic from biodiversity-mediated effects by using dung removal by dung beetles as a model system and by combining correlative field data and exclosure experiments along an extensive elevational gradient on Mt. Kilimanjaro, Tanzania. Dung removal declined with increasing elevation, being associated with a strong reduction in the richness and body size traits of dung beetle communities. Climate influenced dung removal rates by modifying biodiversity rather than by direct effects. The biodiversity-ecosystem effect was driven by a change in the mean body size of dung beetles. Dung removal rates were strongly reduced when large dung beetles were experimentally excluded. This study underscores that climate influences ecosystem functions mainly by modifying biodiversity and underpins the important role of body size for dung removal.
Die Mechanismen, durch die Klimaveränderungen die Funktionen von Ökosystemen beeinflussen, d.h. entweder durch einen direkten Einfluss des Klimas auf Ökosystemfunktionen oder durch indirekte klimatische Effekte auf die Biodiversität und Merkmalszusammensetzung von Artengemeinschaften, sind noch nicht geklärt. Die vorliegende Studie leistet einen Beitrag zu diesem Diskurs, indem sie die Zusammenhänge zwischen Klima, Landnutzung, Artenvielfalt, Körpergröße und Ökosystemfunktionen untersucht. Um direkte Klimaeffekte von Biodiversitätseffekten zu unterscheiden, verwendeten wir das Modellsystem Dungabbau durch Dungkäfer. Wir kombinierten korrelative Felddaten und Experimente entlang eines ausgedehnten Höhengradienten auf dem Kilimandscharo in Tansania. Der Dungabbau nahm mit zunehmender Höhe ab, was mit einer starken Verringerung der Diversität und der Körpergröße der Dungkäfergemeinschaften einherging. Das Klima beeinflusste den Dungabbau indirekt über die Artenvielfalt und nicht durch direkte Effekte. Verantwortlich für den Biodiversitäts-Ökosystem-Effekt war die Körpergröße der Dungkäfer. Der Dungabbau war stark reduziert, wenn große Dungkäfer experimentell ausgeschlossen wurden. Diese Studie unterstreicht, dass das Klima vor allem indirekt über die Artenvielfalt auf Ökosystemfunktionen einwirkt und hebt die wichtige Rolle der Körpergröße der Dungkäfer für den Dungabbau hervor.
Keywords: Scarabaeidae; altitudinal gradients; biodiversity-ecosystem functioning relationship; body size; diversity gradients; ecosystem services; land use; temperature.
© 2022 The Authors. Journal of Animal Ecology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of British Ecological Society.