Environmental diversity as a surrogate for species representationLa Diversidad Ambiental como Sustituto para la Representación de Especies


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Abstract

Because many species have not been described and most species ranges have not been mapped, conservation planners often use surrogates for conservation planning, but evidence for surrogate effectiveness is weak. Surrogates are well-mapped features such as soil types, landforms, occurrences of an easily observed taxon (discrete surrogates), and well-mapped environmental conditions (continuous surrogate). In the context of reserve selection, the idea is that a set of sites selected to span diversity in the surrogate will efficiently represent most species. Environmental diversity (ED) is a rarely used surrogate that selects sites to efficiently span multivariate ordination space. Because it selects across continuous environmental space, ED should perform better than discrete surrogates (which necessarily ignore within-bin and between-bin heterogeneity). Despite this theoretical advantage, ED appears to have performed poorly in previous tests of its ability to identify 50 × 50 km cells that represented vertebrates in Western Europe. Using an improved implementation of ED, we retested ED on Western European birds, mammals, reptiles, amphibians, and combined terrestrial vertebrates. We also tested ED on data sets for plants of Zimbabwe, birds of Spain, and birds of Arizona (United States). Sites selected using ED represented European mammals no better than randomly selected cells, but they represented species in the other 7 data sets with 20% to 84% effectiveness. This far exceeds the performance in previous tests of ED, and exceeds the performance of most discrete surrogates. We believe ED performed poorly in previous tests because those tests considered only a few candidate explanatory variables and used suboptimal forms of ED's selection algorithm. We suggest future work on ED focus on analyses at finer grain sizes more relevant to conservation decisions, explore the effect of selecting the explanatory variables most associated with species turnover, and investigate whether nonclimate abiotic variables can provide useful surrogates in an ED framework.Resumen:Ya que muchas especies no han sido descritas y la mayoría de las extensiones de las especies conocidas no se han mapeado, los planeadores de la conservación usan frecuentemente sustitutos para la planeación de la conservación, pero la evidencia para la efectividad de los sustitutos es débil. Los sustitutos son características bien mapeadas como los tipos de suelo, las formaciones geológicas, las presencias de un taxón fácil de observar (sustitutos discretos), y las condiciones ambientales bien mapeadas (sustituto continuo). En el contexto de la selección de una reserva, la idea es que un conjunto de sitios, seleccionados para abarcar a la diversidad en el sustituto, represente eficientemente a la mayoría de las especies. La diversidad ambiental (DA) es un sustituto casi nunca usado, que selecciona sitios para abarcar efectivamente al espacio de ordenación multi-variado. Ya que selecciona a lo largo de un espacio ambiental continuo, la DA debería tener un mejor desempeño que los sustitutos discretos (los cuales ignoran inevitablemente la heterogeneidad entre-contenedores y dentro-de-contenedores). A pesar de esta ventaja teórica, la DA parece haber tenido un desempeño pobre en pruebas previas de su habilidad para identificar celdas de 50 × 50 Km, las cuales representaban a los vertebrados en el oeste de Europa. Al usar una implementación mejorada de la DA, la re-evaluamos en aves, mamíferos, reptiles anfibios y vertebrados terrestres combinados del oeste de Europa. También evaluamos a la DA en conjuntos de datos de plantas de Zimbabue, aves de España y aves de Arizona (E.U.A.). Los sitios seleccionados al usar a la DA representaron a los mamíferos europeos no mejor que celdas elegidas al azar, pero representaron a las especies en los otros siete conjuntos de datos con el 20% y hasta el 84% de efectividad. Esto excedió por mucho el desempeño de la DA en pruebas anteriores, y excede también el desempeño de la mayoría de los sustitutos discretos. Creemos que la DA tuvo un desempeño pobre en las evaluaciones previas porque estas sólo consideraron a unas cuantas variables explicativas de candidatos y usaron formas sub-óptimas del algoritmo de selección de la DA. Sugerimos que el trabajo futuro sobre la DA se enfoque en análisis más finos con mayor relevancia para las decisiones de conservación, explore el efecto de seleccionar a las variables explicativas que más se asocian con el total de especies, y que investigue si las variables abióticas no-climáticas pueden proporcionar sustitutos útiles en un marco de trabajo de la DA o no.

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