DOI for Scientific and Technical Data | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
https://www.doi.org/10.4228/ZALF.DK.111 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ecosystem functioning in urban grasslands: the role of biodiversity, abiotic and biotic novelty | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Citation | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Onandia, Gabriela; Acame Poveda, Carlos Miguel; Schittko, Conrad
et al. (2019)
Ecosystem functioning in urban grasslands: the role of biodiversity, abiotic and biotic novelty. Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF)
https://www.doi.org/10.4228/ZALF.DK.111 Citation from DataCite | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Creator(s) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Onandia, Gabriela ORCID:0000-0001-9597-1923 Affiliation: Berlin Brandenburg Institute of Advanced Biodiversity Research (BIBS); (GRID: 452299.1) and Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF) (GRID: 433014.1) Acame Poveda, Carlos Miguel Affiliation: Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF) (GRID: 433014.1) Schittko, Conrad Affiliation: Berlin Brandenburg Institute of Advanced Biodiversity Research (BIBS) (GRID: 452299.1) and University of Potsdam (GRID:11348.3f) Kowarik, Ingo ORCID:0000-0002-8251-7163 Affiliation: Berlin Brandenburg Institute of Advanced Biodiversity Research (BIBS); (GRID: 452299.1) and Technical University of Berlin (GRID:6734.6) Geßler, Arthur ORCID:0000-0002-1910-9589 Affiliation: Berlin Brandenburg Institute of Advanced Biodiversity Research (BIBS); (GRID: 452299.1) and Swiss Federal Research Institute (WSL) (GRID:419754.a) and ETH Zurich (GRID: 5801.c) Seitz, Birgit Affiliation: Technical University of Berlin (GRID: 6734.6) Masahiro, Ryo ORCID:0000-0002-5271-3446 Affiliation: Freie Universität Berlin (FU); 14095.39; GRID von der Lippe, Moritz ORCID:0000-0003-4760-1420 Affiliation: Technical University of Berlin (GRID: 6734.6) Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF) (GRID: 433014.1) University of Potsdam (GRID:11348.3f) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dates | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Collected: 18.04.2017-09.08.2017 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Contributor(s) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ContactPerson: Hiller, Anne DataCurator: Hiller, Anne ProjectMember: Bucholz, Sascha Researcher: Bucholz, Sascha DataCollector: Bucholz, Sascha HostingInstitution: Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF), Müncheberg (Germany), GRID: 433014.1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Subject(s) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AGROVOC: Biodiversity; Field experimentation;
Grasslands; Water use efficiency GEMET: biodiversity; biomass; field experiment; urban ecology; grassland; nitrogen cycle; water efficiency ZALF: biodiversity; biomass; field experiment; urban ecology; ecological novelty; grassland; ecosystem functioning; plant invasions; nitrogen cycling; water use efficiency | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Description | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Abstract: We evaluated the relationship between biodiversity, abiotic and biotic novelty and ecosystem functioning based on in situ measurements in non-manipulated grasslands along an urbanization gradient in Berlin. We measured plant aboveground biomass (AGB), intrinsic water-use efficiency (iWUE) and 15N enrichment factor (δ15N) as proxies for biomass production, water and N cycling, respectively. The measurements were done for the whole plant community, for plants with different introduction status, plants belonging to different functional groups and two single species: Calamagrostis epigejos and Plantago lanceolata. We found that approximately one third of the forbs were alien to Berlin and they made up around 13% of the whole community aboveground biomass. Nonetheless, community aboveground biomass was positively correlated with plant-species richness . In contrast, iWUE and δ15N were mostly correlated to urban parameters associated to abiotic novelty. Methods: There are six steps to calculating the BNI (biotic novelty index): (1) obtaining a trait matrix, (2) converting the trait matrix into a distance matrix, (3) obtaining the temporal coexistence matrix, (4) weighing the distance matrix by the temporal coexistence matrix, (5) multiplying the distance matrix by the species’ relative abundance and (6) calculating the sum of all pairwise comparisons from the distance matrix. The resulting BNI could be expressed as: ![]() where dij is the distance between species i and j, cij is the temporal coexistence coefficient of species i and j in the local area, and pipj are the relative abundances of species i and j. Note that the equation of the BNI corresponds to the calculation of Rao’s quadratic entropy (Rao 1982; Botta-Dukát 2005a), but with the temporal coexistence component cij added. The steps 1, 2, 5 and 6 are standard multivariate methods to obtain Rao’s index, steps 3 and 4 are the implementation of the temporal coexistence component. Information on how to calculate Rao’s quadratic entropy can be found elsewhere (see Rao 1964 and Botta-Dukát 2005 for example). Here, we describe how the temporal coexistence component was calculated. Intrinsic water use efficiency (iWUE, µmol mol-1), that is, the ratio of photosynthetic net CO2 assimilation to water loss through stomatal conductance (Ehleringer et al., 1993) ), was calculated at the plant group (iWUEFGi), community (iWUEC) and species level (iWUESpi) by applying the linear model described by Farquhar et al. (1982): ![]() where A is net assimilation, gsw is stomatal conductance for water vapor, Ca is the CO2 atmospheric mole fraction (400 µmol mol-1 CO2; Betts et al., 2016), a is the fractionation during CO2 diffusion through the stomata (4.4‰; O’Leary, 1981), and b´ is the fractionation associated to the Rubisco and PEP carboxylase reactions (27‰; Farquhar and Richards, 1984). To correct δ15N values for site-specific differences in background bulk soil δ15N, we estimated the 15N enrichment factor of biomass compared to soil background values (Craine et al., 2015) at the community (δ15NC), plant group (δ15NFGi) and species level (δ15NSpi) as: ![]() δ15N can be interpreted as an indicator of cumulative N losses, i.e. due to the discrimination of gaseous and hydrological N export processes against 15N, higher δ15N values indicate “open N cycles” with important N losses, while lower values indicated “closed N cycles” (Malone et al., 2018). References: Betts, R. A., C. D. Jones, J. R. Knight, R. F. Keeling, and J. J. Kennedy. 2016. El Niño and a record CO2 rise. Nature Climate Change 6:806. Botta-Dukát, Z. 2005. Rao's quadratic entropy as a measure of functional diversity based on multiple traits. Journal of vegetation science 16:533-540. Craine, J. M., E. Brookshire, M. D. Cramer, N. J. Hasselquist, K. Koba, E. Marin-Spiotta, and L. Wang. 2015. Ecological interpretations of nitrogen isotope ratios of terrestrial plants and soils. Plant and Soil 396:1-26. Farquhar, G. D., M. H. O'Leary, and J. A. Berry. 1982. On the relationship between carbon isotope discrimination and the intercellular carbon dioxide concentration in leaves. Functional Plant Biology 9:121-137. Farquhar, G., and R. Richards. 1984. Isotopic composition of plant carbon correlates with water-use efficiency of wheat genotypes. Functional Plant Biology 11:539-552. Malone, E. T., B. W. Abbott, M. J. Klaar, C. Kidd, M. Sebilo, A. M. Milner, and G. Pinay. 2018. Decline in Ecosystem δ 13 C and Mid-Successional Nitrogen Loss in a Two-Century Postglacial Chronosequence. Ecosystems 21:1659-1675. O'Leary, M. H. 1981. Carbon isotope fractionation in plants. Phytochemistry 20:553-567. Rao, C. R. 1982. Diversity and dissimilarity coefficients: a unified approach. Theoretical population biology 21:24-43 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Funding Reference | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
funderName: Federal Ministry of Education and
Research (BMBF), Germany funderIdentifier (GRID): 5586.e | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Related Identifier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IsCitedBy DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225438 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
English | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Geolocation | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Berlin | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Data Format | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
csv | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Size | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Type of Resource | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dataset: table and script | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Structure of Data Table(s) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Table:
Biodiversity_Novelty_Ecosystem_functioning
Table: Data_light_curves Measurements took place at different PPFD intensities which are not distinguished in this table. Data were taken at the following plots: Plantago May: Ol_55 and NI_200 Plantago Juli: Ol_55 and NI_208 Calamagrostis May: Ol_55 and NI_220 Calamagrostis July: Ol_55 and NI_220
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