| 1. |
- Wootton, Kate, et al.
(författare)
-
Beyond body size-new traits for new heights in trait-based modelling of predator-prey dynamics
- 2022
-
Ingår i: PLOS ONE. - : Public Library of Science. - 1932-6203. ; 17:7 July
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Food webs map feeding interactions among species, providing a valuable tool for understanding and predicting community dynamics. Using species' body sizes is a promising avenue for parameterizing food-web models, but such approaches have not yet been able to fully recover observed community dynamics. Such discrepancies suggest that traits other than body size also play important roles. For example, differences in species' use of microhabitat or non-consumptive effects of intraguild predators may affect dynamics in ways not captured by body size. In Laubmeier et al. (2018), we developed a dynamic food-web model incorporating microhabitat and non-consumptive predator effects in addition to body size, and used simulations to suggest an optimal sampling design of a mesocosm experiment to test the model. Here, we perform the mesocosm experiment to generate empirical timeseries of insect herbivore and predator abundance dynamics. We minimize least squares error between the model and time-series to determine parameter values of four alternative models, which differ in terms of including vs excluding microhabitat use and non-consumptive predator-predator effects. We use both statistical and expert-knowledge criteria to compare the models and find including both microhabitat use and non-consumptive predatorpredator effects best explains observed aphid and predator population dynamics, followed by the model including microhabitat alone. This ranking suggests that microhabitat plays a larger role in driving population dynamics than non-consumptive predator-predator effects, although both are clearly important. Our results illustrate the importance of additional traits alongside body size in driving trophic interactions. They also point to the need to consider trophic interactions and population dynamics in a wider community context, where non-trophic impacts can dramatically modify the interplay between multiple predators and prey. Overall, we demonstrate the potential for utilizing traits beyond body size to improve traitbased models and the value of iterative cycling between theory, data and experiment to hone current insights into how traits affect food-web dynamics. © 2022 Wootton et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.
|
|
| 2. |
- Curtsdotter, Alva, et al.
(författare)
-
Ecosystem function in predator-prey food webs : confronting dynamic models with empirical data
- 2019
-
Ingår i: Journal of Animal Ecology. - : John Wiley & Sons. - 0021-8790 .- 1365-2656. ; 88:2, s. 196-210
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Most ecosystem functions and related services involve species interactions across trophic levels, for example, pollination and biological pest control. Despite this, our understanding of ecosystem function in multitrophic communities is poor, and research has been limited to either manipulation in small communities or statistical descriptions in larger ones. Recent advances in food web ecology may allow us to overcome the trade-off between mechanistic insight and ecological realism. Molecular tools now simplify the detection of feeding interactions, and trait-based approaches allow the application of dynamic food web models to real ecosystems. We performed the first test of an allometric food web model's ability to replicate temporally nonaggregated abundance data from the field and to provide mechanistic insight into the function of predation. We aimed to reproduce and explore the drivers of the population dynamics of the aphid herbivore Rhopalosiphum padi observed in ten Swedish barley fields. We used a dynamic food web model, taking observed interactions and abundances of predators and alternative prey as input data, allowing us to examine the role of predation in aphid population control. The inverse problem methods were used for simultaneous model fit optimization and model parameterization. The model captured >70% of the variation in aphid abundance in five of ten fields, supporting the model-embodied hypothesis that body size can be an important determinant of predation in the arthropod community. We further demonstrate how in-depth model analysis can disentangle the likely drivers of function, such as the community's abundance and trait composition. Analysing the variability in model performance revealed knowledge gaps, such as the source of episodic aphid mortality, and general method development needs that, if addressed, would further increase model success and enable stronger inference about ecosystem function. The results demonstrate that confronting dynamic food web models with abundance data from the field is a viable approach to evaluate ecological theory and to aid our understanding of function in real ecosystems. However, to realize the full potential of food web models, in ecosystem function research and beyond, trait-based parameterization must be refined and extended to include more traits than body size. © 2018 The Authors. Journal of Animal Ecology © 2018 British Ecological Society
|
|
| 3. |
- Laubmeier, A. N., et al.
(författare)
-
From theory to experimental design : Quantifying a trait-based theory of predator-prey dynamics
- 2018
-
Ingår i: PLOS ONE. - : Public Library of Science. - 1932-6203. ; 13:4
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Successfully applying theoretical models to natural communities and predicting ecosystem behavior under changing conditions is the backbone of predictive ecology. However, the experiments required to test these models are dictated by practical constraints, and models are often opportunistically validated against data for which they were never intended. Alternatively, we can inform and improve experimental design by an in-depth pre-experimental analysis of the model, generating experiments better targeted at testing the validity of a theory. Here, we describe this process for a specific experiment. Starting from food web ecological theory, we formulate a model and design an experiment to optimally test the validity of the theory, supplementing traditional design considerations with model analysis. The experiment itself will be run and described in a separate paper. The theory we test is that trophic population dynamics are dictated by species traits, and we study this in a community of terrestrial arthropods. We depart from the Allometric Trophic Network (ATN) model and hypothesize that including habitat use, in addition to body mass, is necessary to better model trophic interactions. We therefore formulate new terms which account for micro-habitat use as well as intra-and interspecific interference in the ATN model. We design an experiment and an effective sampling regime to test this model and the underlying assumptions about the traits dominating trophic interactions. We arrive at a detailed sampling protocol to maximize information content in the empirical data obtained from the experiment and, relying on theoretical analysis of the proposed model, explore potential shortcomings of our design. Consequently, since this is a "pre-experimental" exercise aimed at improving the links between hypothesis formulation, model construction, experimental design and data collection, we hasten to publish our findings before analyzing data from the actual experiment, thus setting the stage for strong inference.
|
|
| 4. |
- Berg, Sofia, et al.
(författare)
-
Ekologisk funktionalitet av värdekärnor för barrskogar inom Västra Götalands län : Ett strategiskt underlag för planering av förändrad skogsskötsel av barrskogsområden inom Västra Götalands län i syfte att stärka skogarnas förutsättningar att stödja biologisk mångfald och skogens klimatnytta
- 2022
-
Rapport (populärvet., debatt m.m.)abstract
- Skogsstyrelsen redovisar i sin utvärdering av miljömålet Levande skogar 2019 att centrala hinder för uppfyllelse av miljömålet är minskande och fragmenterade livsmiljöer och minskande och/eller små populationer av ett antal hotade arter knutna till skogsekosystemet. En väg framåt för att vända denna trend är att framtidens skogsbruk bland annat bör utvecklas utifrån ett landskapsperspektiv och där hyggesfria skogsbruksmetoder ökar i omfattning.Länsstyrelserna i Sverige har genom sitt arbete med regionala handlingsplaner för grön infrastruktur identifierat så kallade värdekärnor – områden av stor betydelse för skogsarternas överlevnad. I denna studie har Västra Götalands läns värdekärnor analyserats med avseende på deras förmåga att stödja biologisk mångfald i ett landskapsperspektiv. Arbetet har gjorts i samverkan med Länsstyrelsen för Västra götalands län.Metoden som använts är Biotope Biodiversity Capacity Indicator (BBCI). Metoden har utvecklats inom forskningsprojektet “Landscape biodiversity capacity: a tool for measuring, monitoring and managing” finansierat av Naturvårdsverkets miljöforskningsanslag (2019-2022).Resultaten visar vilka geografiskt avgränsade värdekärnor som idag har hög ekologisk funktionalitet och som utgör biologiska överlevnads- och spridningshotspots för arter knutna till barrskogar. Vidare visar resultaten att endast sju kommuner har BBCI-värden över 1, det vill säga, ett hållbart skogslandskap som kan hålla fokusarten i ett 100-årsperspektiv.För att nå de svenska miljömålen Levande skogar och Ett rikt växt- och djurliv samt skapa bättre förutsättningar för skogens biologiska mångfald att fortleva behöver nuvarande skogsmetoder med trakthyggesbruk anpassas till brukningsformer som tar större hänsyn till skogens ekosystem. Resultaten från denna studie kan ge prioriteringsunderlag för inom vilka produktionsskogar en så kallad återvildning genom förändrad brukningsmetod skulle kunna resultera i betydelsefull ökad ekologisk funktionalitet på landskapsnivå för de västgötska barrskogarna.
|
|
| 5. |
- Fick, Jerker, et al.
(författare)
-
Screening of benzodiazepines in thirty European rivers
- 2017
-
Ingår i: Chemosphere. - : Elsevier BV. - 0045-6535 .- 1879-1298. ; 176, s. 324-332
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Pharmaceuticals as environmental contaminants have received a lot of interest over the past decade but, for several pharmaceuticals, relatively little is known about their occurrence in European surface waters. Benzodiazepines, a class of pharmaceuticals with anxiolytic properties, have received interest due to their behavioral modifying effect on exposed biota. In this study, our results show the presence of one or more benzodiazepine(s) in 86% of the analyzed surface water samples (n = 138) from 30 rivers, representing seven larger European catchments. Of the 13 benzodiazepines included in the study, we detected 9, which together showed median and mean concentrations (of the results above limit of quantification) of 5.4 and 9.6 ng L-1, respectively. Four benzodiazepines (oxazepam, temazepam, clobazam, and bromazepam) were the most commonly detected. In particular, oxazepam had the highest frequency of detection (85%) and a maximum concentration of 61 ng L-1. Temazepam and clobazam were found in 26% (maximum concentration of 39 ng L-1) and 14% (maximum concentration of 11 ng L-1) of the samples analyzed, respectively. Finally, bromazepam was found only in Germany and in 16 out of total 138 samples (12%), with a maximum concentration of 320 ng L-1. This study clearly shows that benzodiazepines are common micro-contaminants of the largest European river systems at ng L-1 levels. Although these concentrations are more than a magnitude lower than those reported to have effective effects on exposed biota, environmental effects cannot be excluded considering the possibility of additive and sub-lethal effects.
|
|
| 6. |
- Jonsson, Annie, et al.
(författare)
-
Landskapets förmåga att hålla biologisk mångfald : – en indikator för biologisk mångfald och ett planeringsverktyg för prioritering av markanvändning
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Rapporten beskriver ett nytt verktyg framtaget för att underlätta planering av grön infrastruktur på landskapsnivå och ger via fallstudier exempel på hur verktyget kan användas. Projektet har utförts i ett samarbete med expertis inom teoretisk ekologi, ekologi, biodiversitetsinformatik och tillämpad matematik.Forskningsprojektet har utvecklat en modell för att uppskatta ett landskaps för-måga att hålla biologisk mångfald i dess olika biotoper (Biotope Biodiversity Capacity Indicator, BBCI). Ett teoretiskt ramverk baserat på ekologisk kunskap har tagits fram som grund för modellen.Syftet med BBCI är att modellen ska kunna användas som ett planeringsverktyg för att:stärka biologisk mångfald i ett landskap,förbättra förutsättningarna för arter att använda hela landskapet ochskapa bättre förutsättningar för hänsyn till biologisk mångfald i samband med samhällsutveckling.För att testa och beskriva verktygets användbarhet har fyra fallstudier genomförts med olika fokus:Analys av fragmenteringen i ett barrskogslandskap som sköts med särskild naturhänsyn i Västernorrlands län.Analys av barrskogsvärdekärnors kapacitet för biologisk mångfald inom Västra Götalands län som synliggör vikten av kommunöverskridande samverkan.Analys av potentiella målkonflikter mellan två biotoper, ädellövskog och öppen mark med skyddsvärda träd i Valle.Analys av kapacitet för biologisk mångfald hos äldre ädellövträd i ett landskap mixat med urbana miljöer och landsbygd, Mjölby kommun.Parallellt med utvcklingen av BBCI har en tät dialog och samverkan skett med olika intressenter och slutanvändare. Den breda dialogen har medfört ett effektivt kun-skapsutbyte mellan olika parter.Rapporten avslutas med att beskriva utmaningar och verktygets utvecklings-potential både avseende pedagogik och teknik men även hur modellen kan byggas på och utvecklas med ytterligare funktioner för en breddad tillämpning.
|
|
| 7. |
- Jonsson, Annie, et al.
(författare)
-
Utvärdering av Hornborgasjöns restaurering : måluppfyllelse och effekter på biologisk mångfald med fokus på vegetation och fågelfauna
- 2017
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Hornborgasjön räknas idag som en av Sveriges rikaste fågelsjöar och är internationellt utpekad som en av Sveriges värdefullaste våtmarker. Sjön har stor betydelse som både rast- och häckplats för en mängd fågelarter. Området är också av stort intresse för friluftslivet och som ett levande kulturlandskap. Under de senaste 150 åren har Hornborgasjön genomgått stora förändringar. En serie av sjösänkningar under 1800 och 1900-talen ledde till kraftig igenväxning och följdes av ett storskaligt restaureringsprojekt i senare tid. Syftet med Hornborgasjöns restaurering var att säkerställa Hornborgasjöns framtid som fågelsjö. Restaureringen är ett av Sveriges största naturvårdsprojekt. I denna rapport har vi utvärderat hur Hornborgasjöns restaurering påverkat vegetation och fågelfauna. Syftet var att analysera om och till vilken grad de biologiska målen med restaureringen uppnåtts.För att utvärdera måluppfyllelsen har vi i första hand jämfört olika naturtypers utbredning mellan åren 1905 och 2010 samt förändringar i fågelfaunan under flera tidsperioder. Analyser av vegetationskartor visar att vass- och buskområden kraftigt reducerats och att en stor öppen vattenspegel och omgivande mader återskapats. Våtmarksfåglarnas numerär har generellt sett återhämtat sig från igenväxningsperioden och är för vissa arter till och med större än vid förra sekelskiftet. För vissa naturtyper och fågelarter, som till exempel vassområden och häckande vadare, är dagens situation dock inte i linje med målen. Det står ändå klart att det övergripande målet och många av de mer specifika delmålen har uppfyllts så att Hornborgasjön idag är en levande våtmark med stort antal häckande och rastande fågelarter.I analyser av fågeldata från senare tid finns indikationer på negativa trender som man behöver vara observant på för att för framtiden säkra en biologiskt rik Hornborgasjö. En utmaning för denna utvärdering har dock varit bristen på högkvalitativa och jämförbara data att basera analyserna på. Vi belyser därför vikten av att ha ett fungerande övervakningssystem som kontinuerligt följer upp statusen i ekosystemet.
|
|
| 8. |
- Jonsson, Anders, et al.
(författare)
-
When Acyclicity is not Enough: Limitations of the Causal Graph
- 2013
-
Ingår i: Proceedings of the Twenty-Third International Conference on Automated Planning and Scheduling. - : AAAI Press. - 9781577356097 ; , s. 117-125
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- Causal graphs are widely used in planning to capture the internal structure of planning instances. In the past, causal graphs have been exploited to generate hierarchical plans, to compute heuristics, and to identify classes of planning instances that are easy to solve. It is generally believed that planning is easier when the causal graph is acyclic. In this paper we show that this is not true in the worst case, proving that the problem of plan existence is PSPACE-complete even when the causal graph is acyclic. Since the variables of the planning instances in our reduction are propositional, this result applies to STRIPS planning with negative pre-conditions. Having established that planning is hard for acyclic causal graphs, we study a subclass of planning instances with acyclic causal graphs whose variables have strongly connected domain transition graphs. For this class, we show that plan existence is easy, but that bounded plan existence is hard, implying that optimal planning is significantly harder than satisficing planning for this class.
|
|
| 9. |
- Jonsson, Tomas, et al.
(författare)
-
Predictive power of food web models based on body size decreases with trophic complexity
- 2018
-
Ingår i: Ecology Letters. - : Wiley-Blackwell Publishing Inc.. - 1461-023X .- 1461-0248. ; 21:5, s. 702-712
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Food web models parameterised using body size show promise to predict trophic interaction strengths (IS) and abundance dynamics. However, this remains to be rigorously tested in food webs beyond simple trophic modules, where indirect and intraguild interactions could be important and driven by traits other than body size. We systematically varied predator body size, guild composition and richness in microcosm insect webs and compared experimental outcomes with predictions of IS from models with allometrically scaled parameters. Body size was a strong predictor of IS in simple modules (r(2)=0.92), but with increasing complexity the predictive power decreased, with model IS being consistently overestimated. We quantify the strength of observed trophic interaction modifications, partition this into density-mediated vs. behaviour-mediated indirect effects and show that model shortcomings in predicting IS is related to the size of behaviour-mediated effects. Our findings encourage development of dynamical food web models explicitly including and exploring indirect mechanisms.
|
|
| 10. |
- Roos, Henrik, et al.
(författare)
-
Identification of patches with high ecological importance of broadleaved forests and open lands with valuable trees in Valle : Using a biodiversity capacity landscape metric, combining area and connectivity, to examining management options
- 2021
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- This study is a complement to previous studies of regional action plans of green infrastructure in Valle (County Administrative Board 2016; County Administrative Board 2019). The aim was to identify the relative importance of biotope patches of broadleaved forest and open lands with valuable trees, respectively, in Valle for the maintenance and enhancement of biodiversity. A testversion of the method Biotope Biodiversity Capacity Indicator (BBCI) was applied on the two biotopes of broadleaved forest and open lands with valuable trees in Valle. BBCI was developed within the project “Landscape biodiversity capacity: a tool for measuring, monitoring and managing” financed by the Swedish Environmental Protection Agency, Miljövårdsanslaget (2019-2021).The results of the BBCI-analysis identified hotspots areas for the two studied biotopes in Valle, that is, areas with important patches for the sustainability of BBCI. For broadleaved forest, the northern part of Valle stands out as highly importantand for open lands with valuable trees the south-southwest parts of Valle stands out as the most important area. In this study, effects on BBCI from restauration of broadleaved forests to open land with valuable trees was evaluated. Calculations of BBCI shows encouraging results of an increased capacity for biodiversity of the biotope with open lands with valuable trees but not a significant decrease in biodiversity capacity of broadleaved forest, despite the area losses and fragmentation caused from the restauration. Both biotopes have BBCI values above one, showing that they are sustainable within a 100 year period. The result can be used as support to management plans of nature reserves in a landscape setting and as recommendations or advice to private land owners. Moreover, the study was produced within the work of BIOGOV, where regional action plans for nature, tourisms, culture and small enterprises were under development.
|
|
