Grain-dependent relationships between plant productivity and invertebrate species richness and biomass in calcareous grasslands

The relationships among productivity, species richness and consumer biomass are of fundamental importance for understanding determinants of biodiversity. These relationships may depend on grain size. We examined the relationships between productivity (above-ground phytomass) and plant species richness and between productivity and species richness and biomass of gastropods and grasshoppers using sampling units of different sizes (0.5, 2.75 and 23 m²) in nutrient-poor, calcareous grasslands in north-western Switzerland in two successive years. Species richness of forbs had a unimodal relationship with productivity in sampling units of 0.5 m² and was negatively correlated with productivity at the other two plot sizes in one year. In the other year, forb species richness tended to decrease with productivity in sampling units of 23 m². No similar relationship was found for grasses. Gastropod biomass had a unimodal relationship with productivity at 0.5 m² in the first year. Grasshopper species richness was correlated with forb species richness at plot sizes of 2.75 and 23 m². This study demonstrates that patterns detected between productivity and diversity and between productivity and biomass of consumers depend on the grain size used in the investigation and vary among years.Die Zusammenhänge zwischen Produktivität, Artenreichtum und Biomasse von Konsumenten sind wichtig, um zu verstehen, was Biodiversität beeinflußt. Diese Zusammenhänge können von der Größe der Untersuchungsfläche abhängig sein. Wir untersuchten während zwei aufeinanderfolgenden Jahren die Zusammenhänge zwischen Produktivität (oberirdische Pflanzenbiomasse) und Artenreichtum von Gefäßpflanzen, sowie zwischen Produktivität und Artenreichtum und Biomasse von Schnecken und Heuschrecken bezüglich dreier räumlicher Skalen (0,5, 2,75 und 23 m²) in Kalkmagerrasen in der Nordwestschweiz. Der Zusammenhang zwischen dem Artenreichtum von Kräutern und der Produktivität war unimodal in Flächeneinheiten von 0,5 m² und negativ in Flächeneinheiten von 2,75 und 23 m² im ersten Jahr und war tendenziell negativ in Flächeneinheiten von 23 m² im zweiten Jahr, während kein solcher Zusammenhang bei Gräsern gefunden wurde. Der Zusammenhang zwischen Produktivität und Biomasse von Schnecken war unimodal in Flächeneinheiten von 0,5 m² im ersten Jahr. Außerdem bestand ein Zusammenhang zwischen dem Artenreichtum von Kräutern und Heuschrecken in Flächeneinheiten von 2,75 und 23 m². Diese Arbeit zeigt, daß Zusammenhänge zwischen Produktivität und Diversität sowie zwischen Produktivität und Biomasse von Konsumenten von der Größe der Untersuchungsfläche abhängen und zwischen Jahren variieren.