Anthropogenic increases in nitrogen (N) concentrations in the environment are affecting plant diversity and ecosystems worldwide, but relatively little is known about N impacts on terrestrial invertebrate communities. Here, we performed an exploratory meta-analysis of 4365 observations from 126 publications reporting on the richness (number of taxa) or abundance (number of individuals per taxon) of terrestrial arthropods or nematodes in relation to N addition. We found that the response of invertebrates to N enrichment is highly dependent on both species' traits and local climate. The abundance of arthropods with incomplete metamorphosis, including agricultural pest species, increased in response to N enrichment. In contrast, arthropods exhibiting complete or no metamorphosis, including pollinators and detritivores, showed a declining abundance trend with increasing N enrichment, particularly in warmer climates. These contrasting and context-dependent responses may explain why we detected no overall response of arthropod richness. For nematodes, the abundance response to N enrichment was dependent on mean annual precipitation and varied between feeding guilds. We found a declining trend in abundance with N enrichment in dry areas and an increasing trend in wet areas, with slopes differing between feeding guilds. For example, at mean levels of precipitation, bacterivore abundance showed a positive trend in response to N addition while fungivore abundance declined. We further observed an overall decline in nematode richness with N addition. These N-induced changes in invertebrate communities could have negative consequences for various ecosystem functions and services, including those contributing to human food production.
El aumento de las concentraciones de nitrógeno en el medio ambiente de forma antropogénica está afectando a la diversidad vegetal y a los ecosistemas de todo el mundo, pero aún se sabe relativamente poco sobre su impacto en comunidades de invertebrados terrestres. En este trabajo realizamos modelos meta-analíticos para explorar el efecto del enriquecimiento de nitrógeno en comunidades de invertebrados terrestres a escala global. Para ello, utilizamos una base de datos proveniente de 4.365 observaciones pareadas correspondientes a 126 publicaciones que estudiaron el efecto del enriquecimiento de nitrógeno en la riqueza (número de taxones) y/o abundancia (número de individuos por taxón) de artrópodos y/o nematodos. Encontramos que la respuesta de los invertebrados al enriquecimiento de nitrógeno depende en gran medida tanto de los rasgos de las especies como del clima local. La abundancia de artrópodos con metamorfosis incompleta, incluyendo especies que pueden crear plagas agrícolas, aumentó en respuesta al enriquecimiento de nitrógeno. Por el contrario, los artrópodos con metamorfosis completa o nula, incluidos polinizadores y detritívoros, mostraron una tendencia negativa de su abundancia con respecto al aumento de nitrógeno, especialmente en climas más cálidos. Además, no detectamos una respuesta general de la riqueza de artrópodos posiblemente por la variabilidad en respuestas observadas, tanto negativas como positivas. En el caso de los nematodos, la respuesta de sus abundancias al enriquecimiento de nitrógeno fue dependiente de la precipitación media anual y de su grupo trófico. En general, observamos una respuesta negativa de la abundancia de nematodos al enriquecimiento de nitrógeno en zonas secas y una tendencia positiva en zonas más húmedas, pero además los diferentes grupos tróficos estudiados presentaron diferentes respuestas. Por ejemplo, la abundancia de bacterívoros mostró una tendencia positiva en respuesta al enriquecimiento de nitrógeno bajo niveles medios de precipitación, mientras que la abundancia de fungívoros disminuyó. Además, observamos un descenso general de la riqueza de nematodos con más enriquecimiento de nitrógeno. Estos cambios inducidos por el nitrógeno en las comunidades de invertebrados podrían tener consecuencias negativas para diversas funciones y servicios de los ecosistemas, incluyendo aquellos que contribuyen a la producción de alimentos.
Keywords: arthropods; eutrophication; fertilizers; indirect effects; nematodes; nutrients.
© 2023 The Authors. Global Change Biology published by John Wiley & Sons Ltd.