Estimating Diversity in Unsampled Habitats of a Biogeographical Province

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Abstract: Estimating the number of species in a biogeographical province can be problematic. A number of methods have been developed to overcome sample-size limits within a single habitat. We evaluated six of these methods to see whether they could also compensate for incomplete habitat samples. We applied them to the butterfly species of the 110 ecoregions of Canada and the United States. Two of the methods use the frequency of species that occur in a few of the sampled ecoregions. These two methods did not work. The other four methods estimate the asymptote of the species-accumulation curve ( the graph of “number of species in a set of samples” versus “number of species occurrences in those samples” ). The asymptote of this curve is the actual number of species in the system. Three of these extrapolation estimators produced good estimates of total diversity even when limited to 10% of the ecoregions. Good estimates depend on sampling ecoregions that are hyperdispersed in space. Clustered sampling designs ruin the usefulness of the three successful methods. To ascertain their generality, our results must be duplicated at other scales and for other taxa and in other provinces.

Abstract

Resumen: La estimación del número de especies en una provincia biogeográfica puede ser problemático. Se ha desarrollado un número de métodos para superar los límites del tamaño de muestra dentro de un solo hábitat. Evaluamos seis de estos métodos para ver si podrían compensar por muestras incompletas de hábitat. Aplicamos estos métodos a especies de mariposas de las 110 ecoregiones de Canadá y los Estados Unidos. Dos de los métodos usan la frecuencia de las especies que ocurren en algunas de las ecoregiones muestreadas. Estos dos métodos no sirvieron. Los otros cuatro métodos estimaron la asíntota de la curva de acumulación de especies ( la gráfica de “el número de especies en un juego de muestras” contra el “número de ocurrencias de especies en éstas muestras” ). La asíntota de ésta curva es el número real de especies en el sistema. Tres de éstos estimadores de extrapolación produjeron buenas estimaciones de la diversidad total aún cuando se limitaron al 10% de las ecoregiones. Las buenas estimaciones dependen del muestreo de ecoregiones altamente dispersas en el espacio. Los diseños de muestreos en agrupamientos arruinan la utilidad de los tres métodos exitosos. Para asegurar su generalidad, nuestros resultados deben ser duplicados a otras escalas y para otros taxones en otras provincias.

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