La découverte que des modèles spatiaux réguliers peuvent émerger dans la nature à partir d'interactions locales entre organismes a incité à rechercher l'importance écologique de ces modèles. Les modèles théoriques ont prédit que la structuration peut avoir des effets émergents positifs sur les fonctions fondamentales de l'écosystème, telles que la productivité. Nous fournissons un support empirique pour cette prédiction. Dans les écosystèmes de terres arides, les termitières sont souvent des points chauds de la croissance des plantes (productivité primaire). À l'aide d'observations détaillées et d'expériences de manipulation dans une savane africaine, nous montrons que ces monticules sont également des points chauds locaux d'abondance animale (productivité secondaire et tertiaire) : l'abondance et la biomasse des insectes diminuent avec la distance du monticule de termites le plus proche, tout comme l'abondance, la biomasse et la production reproductrice des prédateurs mangeurs d'insectes. Les analyses de modèles nuls ont indiqué qu'à l'échelle du paysage, la répartition uniformément espacée des termitières produisait une abondance, une biomasse et un rendement reproductif des consommateurs considérablement plus élevés à tous les niveaux trophiques que ceux obtenus dans les paysages avec des monticules répartis au hasard. Ces propriétés émergentes du motif spatial sont apparues parce que la distance moyenne d'un point choisi arbitrairement à la caractéristique la plus proche dans un paysage est minimisée dans les paysages où les caractéristiques sont hyper-dispersées (c.-à-d. uniformément espacées). Cela suggère que le lien entre la structuration et le fonctionnement de l'écosystème sera commun aux systèmes couvrant toute la gamme des intensités de gestion humaine. Le rôle central du modèle spatial dans l'accumulation de biomasse à l'échelle du système souligne la nécessité de conserver les organismes et les mécanismes générateurs de modèles et d'intégrer la modélisation du paysage dans les efforts visant à restaurer les habitats dégradés et à maximiser la fourniture de services écosystémiques.

El hallazgo de que los patrones espaciales regulares pueden surgir en la naturaleza a partir de interacciones locales entre organismos ha llevado a una búsqueda de la importancia ecológica de estos patrones. Los modelos teóricos han predicho que los patrones pueden tener efectos emergentes positivos en las funciones fundamentales del ecosistema, como la productividad. Proporcionamos apoyo empírico para esta predicción. En los ecosistemas de tierras secas, los montículos de termitas son a menudo puntos calientes de crecimiento de las plantas (productividad primaria). Usando observaciones detalladas y experimentos de manipulación en una sabana africana, mostramos que estos montículos también son puntos calientes locales de abundancia animal (productividad secundaria y terciaria): la abundancia de insectos y la biomasa disminuyeron con la distancia del montículo de termitas más cercano, al igual que la abundancia, la biomasa y la producción reproductiva de los depredadores que se alimentan de insectos. Los análisis de modelos nulos indicaron que, a escala de paisaje, la distribución uniformemente espaciada de los montículos de termitas producía una abundancia, biomasa y producción reproductiva de los consumidores a través de los niveles tróficos dramáticamente mayores que las que se obtendrían en paisajes con montículos distribuidos aleatoriamente. Estas propiedades emergentes del patrón espacial surgieron porque la distancia media desde un punto elegido arbitrariamente hasta la característica más cercana en un paisaje se minimiza en paisajes donde las características están hiperdispersas (es decir, espaciadas uniformemente). Esto sugiere que el vínculo entre el patrón y el funcionamiento del ecosistema será común a los sistemas que abarcan el rango de intensidades de gestión humana. La centralidad del patrón espacial en la acumulación de biomasa en todo el sistema subraya la necesidad de conservar los organismos y mecanismos generadores de patrones, e incorporar el patrón del paisaje en los esfuerzos por restaurar los hábitats degradados y maximizar la prestación de servicios ecosistémicos.

The finding that regular spatial patterns can emerge in nature from local interactions between organisms has prompted a search for the ecological importance of these patterns. Theoretical models have predicted that patterning may have positive emergent effects on fundamental ecosystem functions, such as productivity. We provide empirical support for this prediction. In dryland ecosystems, termite mounds are often hotspots of plant growth (primary productivity). Using detailed observations and manipulative experiments in an African savanna, we show that these mounds are also local hotspots of animal abundance (secondary and tertiary productivity): insect abundance and biomass decreased with distance from the nearest termite mound, as did the abundance, biomass, and reproductive output of insect-eating predators. Null-model analyses indicated that at the landscape scale, the evenly spaced distribution of termite mounds produced dramatically greater abundance, biomass, and reproductive output of consumers across trophic levels than would be obtained in landscapes with randomly distributed mounds. These emergent properties of spatial pattern arose because the average distance from an arbitrarily chosen point to the nearest feature in a landscape is minimized in landscapes where the features are hyper-dispersed (i.e., uniformly spaced). This suggests that the linkage between patterning and ecosystem functioning will be common to systems spanning the range of human management intensities. The centrality of spatial pattern to system-wide biomass accumulation underscores the need to conserve pattern-generating organisms and mechanisms, and to incorporate landscape patterning in efforts to restore degraded habitats and maximize the delivery of ecosystem services.

إن اكتشاف أن الأنماط المكانية المنتظمة يمكن أن تظهر في الطبيعة من التفاعلات المحلية بين الكائنات الحية قد دفع إلى البحث عن الأهمية البيئية لهذه الأنماط. توقعت النماذج النظرية أن يكون للنمط آثار إيجابية ناشئة على وظائف النظام الإيكولوجي الأساسية، مثل الإنتاجية. نحن نقدم الدعم التجريبي لهذا التنبؤ. في النظم الإيكولوجية للأراضي الجافة، غالبًا ما تكون تلال النمل الأبيض نقاطًا ساخنة لنمو النباتات (الإنتاجية الأولية). باستخدام الملاحظات التفصيلية والتجارب التلاعبية في السافانا الأفريقية، نظهر أن هذه التلال هي أيضًا نقاط ساخنة محلية لوفرة الحيوانات (الإنتاجية الثانوية والثالثية): انخفضت وفرة الحشرات والكتلة الحيوية مع المسافة من أقرب كومة من النمل الأبيض، وكذلك فعلت الوفرة والكتلة الحيوية والإنتاج التكاثري للحيوانات المفترسة التي تأكل الحشرات. أشارت تحليلات النموذج الصفري إلى أنه على مقياس المناظر الطبيعية، أنتج التوزيع المتساوي لتلال النمل الأبيض وفرة وكتلة حيوية وإنتاج تكاثري أكبر بشكل كبير للمستهلكين عبر المستويات الغذائية مما يمكن الحصول عليه في المناظر الطبيعية ذات التلال الموزعة عشوائيًا. نشأت هذه الخصائص الناشئة للنمط المكاني لأن متوسط المسافة من نقطة تم اختيارها بشكل تعسفي إلى أقرب ميزة في المناظر الطبيعية يتم تصغيرها في المناظر الطبيعية حيث تكون الميزات منتشرة بشكل مفرط (أي متباعدة بشكل موحد). يشير هذا إلى أن الارتباط بين الزخرفة وعمل النظام الإيكولوجي سيكون شائعًا في الأنظمة التي تغطي نطاق شدة الإدارة البشرية. تؤكد مركزية النمط المكاني لتراكم الكتلة الحيوية على نطاق المنظومة على الحاجة إلى الحفاظ على الكائنات الحية والآليات المولدة للنمط، ودمج نمذجة المناظر الطبيعية في الجهود المبذولة لاستعادة الموائل المتدهورة وتعظيم تقديم خدمات النظام الإيكولوجي.