Assessing spatiotemporal biodiversity patterns of Scandinavian freshwater communities

Abstract

Using Monitoring Data to Understand Biodiversity Dynamics

Concerns about biodiversity and the ongoing nature crisis are growing. Efforts to protect plants, animals, and their habitats are increasing, but resources are limited, and tough decisions must be made. How can we identify areas most vulnerable to disturbances? What drives changes in natural communities, and how much variation occurs naturally?

In her PhD research, Angeline Bruls tackled these questions using long-term monitoring data. She analyzed zooplankton data from Jonsvatn—the lake that supplies drinking water to Trondheim—applying a new method to determine the key factors influencing biodiversity dynamics. Over the past 25 years, differences in species' rarity and abundance have played a major role in shaping community dynamics. She also studied how spring temperatures affect seasonal patterns of zooplankton and phytoplankton. Both increased in biomass throughout the summer and early autumn in years with warm springs, though phytoplankton responded more strongly.

Expanding her research, she examined data from 106 Swedish lakes to explore regional patterns in the resilience of bottom-dwelling aquatic insect communities. She discovered that environmental factors had a greater influence in northern lakes, while species' rarity and abundance mattered more in the south. Overall, lakes varied significantly, with no clear regional clusters of more or less resilient communities.

Angeline’s PhD thesis highlights the value of environmental monitoring. It demonstrates that long-term data can not only track gradual changes in ecosystems, but it can also be used to gain insights into fundamental questions about biodiversity—how it shifts over time and across space.

Bruk av overvåkingsdata for å forstå dynamikk i biologisk mangfold

Bekymringene for biologisk mangfold og den pågående naturkrisen øker. Innsatsen for å beskytte planter, dyr og deres leveområder intensiveres, men ressursene er begrensede, og vanskelige beslutninger må tas. Hvordan kan vi identifisere de mest sårbare områdene? Hva driver endringer i naturlige samfunn, og hvor stor er den naturlige variasjonen?

I sin doktorgradsforskning undersøkte Angeline Bruls disse spørsmålene ved hjelp av langvarige overvåkingsdata. Hun analyserte data om dyreplankton fra Jonsvatn—innsjøen som forsyner Trondheim med drikkevann—og brukte en ny metode for å identifisere de viktigste faktorene som påvirker dynamikken i biologisk mangfold. De siste 25 årene har forskjeller i arters sjeldenhet og utbredelse hatt stor betydning for utviklingen i disse samfunnene. Hun studerte også hvordan vårtemperaturer påvirker sesongmessige mønstre hos dyreplankton og planteplankton. Begge økte i biomasse gjennom sommeren og tidlig høst i år med varme vårer, men planteplankton reagerte sterkere.

Videre analyserte hun data fra 106 svenske innsjøer for å utforske regionale mønstre i motstandsdyktigheten til bunndyrsamfunn. Hun fant at miljøfaktorer hadde større betydning i innsjøer i nord, mens artens sjeldenhet og utbredelse var viktigere i sør. Totalt sett var det stor variasjon mellom innsjøene, uten tydelige regionale klynger av mer eller mindre motstandsdyktige samfunn.

Sammendrag Angelines doktorgradsavhandling understreker verdien av miljøovervåking. Den viser at langvarige dataserier ikke bare kan brukes til å spore gradvise endringer i økosystemer, men også til å få innsikt i grunnleggende spørsmål om biologisk mangfold—hvordan det endrer seg over tid og rom.