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Effect of Widespread Agricultural Chemical Use on Butterfly Diversity across Turkish Provinces



Although agricultural intensification is thought to pose a significant threat to species, little is known about its role in driving biodiversity loss at regional scales. I assessed the effects of a major component of agricultural intensification, agricultural chemical use, and land-cover and climatic variables on butterfly diversity across 81 provinces in Turkey, where agriculture is practiced extensively but with varying degrees of intensity. I determined butterfly species presence in each province from data on known butterfly distributions and calculated agricultural chemical use as the proportion of agricultural households that use chemical fertilizers and pesticides. I used constrained correspondence analyses and regression-based multimodel inference to determine the effect of environmental variables on species composition and richness, respectively. The variation in butterfly species composition across the provinces was largely explained (78%) by the combination of agricultural chemical use, particularly pesticides, and climatic and land-cover variables. Although overall butterfly richness was primarily explained by climatic and land-cover variables, such as the area of natural vegetation cover, threatened butterfly richness and the relative number of threatened butterfly species decreased substantially as the proportion of agricultural households using pesticides increased. These findings suggest that widespread use of agricultural chemicals, or other components of agricultural intensification that may be collinear with pesticide use, pose an imminent threat to the biodiversity of Turkey. Accordingly, policies that mitigate agricultural intensification and promote low-input farming practices are crucial for protecting threatened species from extinction in rapidly industrializing nations such as Turkey.

Efectos del Uso Extensivo de Agroquímicos sobre la Diversidad de Mariposas en Provincias Turcas


Aunque se piensa que la intensificación agrícola representa una amenaza significativa para las especies, se sabe poco sobre su papel en la pérdida de biodiversidad en escalas regionales. Evalué los efectos de un componente principal de la intensificación agrícola, el uso de agroquímicos, la cobertura de suelo y variables climáticas sobre la diversidad de mariposas en 81 provincias de Turquía, donde la agricultura se practica extensivamente pero con diferentes niveles de intensidad. Determiné la presencia de especies de mariposas en cada provincia a partir de datos de las distribuciones conocidas y medí el uso de agroquímicos como la proporción de agricultores que utilizan fertilizantes y pesticidas químicos. Utilicé análisis de correspondencia constreñida e inferencia con multimodelos basados en regresiones para determinar el efecto de las variables ambientales sobre la composición y riqueza de especies, respectivamente. La variación en la composición de especies de mariposas en las provincias fue explicada principalmente (86%) por la combinación del uso de agroquímicos, particularmente pesticidas, y las variables climáticas y de cobertura de suelo. Aunque la riqueza total de mariposas fue explicada primariamente por variables climáticas y de cobertura de suelo, como la superficie de cubierta vegetal natural, la riqueza de mariposas amenazadas y el número relativo de especies de mariposas amenazadas disminuyó sustancialmente a medida que incrementó la proporción de agricultores que utilizan pesticidas. Estos resultados sugieren que el uso extensivo de agroquímicos, u otros componentes de la intensificación agrícola que pueden utilizados con pesticidas, representan una amenaza para la biodiversidad de Turquía. En consecuencia, las políticas que mitigan la intensificación agrícola y promueven las prácticas agrícolas de bajo insumo son cruciales para la protección de especies amenazadas en países con industrialización acelerada como Turquía.