Experimental studies, in temperate grasslands, assessing the role of biodiversity and its effects on ecosystem functioning have generally shown that a decline in species number has negative effects on ecosystem functioning. Even though, this relationship has been intensively studied in the last ten years, little is known about it in complex and hyperdiverse tropical ecosystems and where species diversity is not manipulated. My research examines the relationship between biodiversity and ecosystem functioning in natural tropical forests with a special focus on scale. This research centers on field studies. The field studies address the relationship between natural tree biodiversity and aboveground biomass, as the ecosystem function of interest, in forest plots of similar physiognomy but different species composition. Specifically, I explored the following questions: (1) How can the relationship between biodiversity and ecosystem functioning be detected in a naturally varying environment and space?, (2) How can different measures of diversity (species versus function) explain tree carbon stocks?, (3) Can we confound the effect of species diversity on tree carbon storage with that of forest structure?, (4) How does this relationship change with different spatial scales?, and (5) Can we extrapolate the results of biodiversity-ecosystem functioning found in experimental plantations to natural forests? Overall, my thesis has found that environmental factors related to topography, soil physical factors, and nutrients have little effect on aboveground biomass in tropical ecosystems. Species richness alone cannot be used as a predictor for aboveground biomass, however, if reduced to functional types, its explanatory power increases. Functional traits can be useful to unveil the relationship of aboveground biomass and tree diversity, by reducing species to functional types. Forest structure correlates strongly with aboveground biomass independently of scale, but forest structure is interlinked with species functional traits. Finally, we have to be cautious in extrapolating results found in experimental plantations to natural forests. / Des études expérimentales qui ont été effectuées dans des systèmes expérimentaux herbacés du milieu tempéré afin d'évaluer le rôle de la diversité biologique et ses effets sur le fonctionnement de l'écosystème ont généralement pu montrer que le déclin dans le nombre d'espèces a un effet négatif sur le fonctionnement de l'écosystème. Même si cette relation a été étudiée de façon intensive au cours des dix dernières années, très peu est encore connu à ce propos dans les écosystèmes tropicaux, beaucoup plus complexes et mégadiversifiés. Mes travaux de recherche examinent la relation entre diversité biologique et fonction de l'écosystème dans les forêts naturelles tropicales, en mettant l'emphase sur la question d'échelle. Cette recherche est basée sur une approche de terrain, en opposition avec une approche théorique. L'approche de terrain aborde la relation entre la diversité biologique à l'état naturel et les fonctions d'écosystème dans des parcelles forestières de physionomies similaires mais d'une composition en espèces différente. De façon plus spécifique, j'explore les questions suivantes : (1) Comment la relation entre diversité biologique et fonction d'écosystème peut-elle être détectée dans un environnement et un espace naturel changeant?, (2) Comment différentes mesures de diversité (espèces vs fonction) expliquent-elles les stocks de carbone dans les arbres?, (3) Pouvons-nous confondre l'effet de la diversité en espèces sur l'entreposage du carbone dans les arbres avec l'effet de la structure de la forêt? (4) Comment cette relation change-t-elle avec différentes échelles spatiales? (5) Pouvons-nous extrapoler les résultats obtenus dans des plantations expérimentales aux forêts naturelles dans les tropiques en ce qui a trait à la relation entre biodiversité et fonction d'écosystème? Ainsi, ma thèse montre que pour les écosystèmes tropicaux, les facteurs environnementaux tels que ceux reliés à la topographie, les facteurs physiques et les nutriments des sols ont peu d'effet sur l'entreposage du carbone dans les arbres. De plus, la richesse en espèces ne peut pas à elle prédire de l'entreposage de carbone dans les arbres, cependant lorsque celle-ci est divisée par types fonctionnels, sa puissance explicative augmente. Les traits fonctionnels peuvent donc être utiles pour révéler une relation entre le stockage du carbone et la diversité en arbres en réduisant les espèces en des types fonctionnels. La structure de la forêt est le moteur principal du stockage arboricole du carbone indépendamment de l'échelle, par contre cette dernière est reliée aux traits fonctionnels des espèces. Finalement, nous avons pu montrer que la prudence est de mise en ce qui concerne toute possible extrapolation de résultats provenant de plantations expérimentales à des forêts naturelles dans les tropiques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.104676 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Ruiz Jaen, Maria |
| Contributors | Catherine Potvin (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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