The partitioning of macroinvertebrate diversity across multiple spatial scales in the upper Modder River System, South Africa

Authors


E-mail: buschkeft@ufs.ac.za

Abstract

A method for assessing the alpha and beta diversity components of a macroinvertebrate community across numerous spatial scales is presented. Findings were not empirically linked to ecological questions as the purpose of this study was primarily the demonstration of a diversity partitioning method. Sampling was carried out at three sites on the upper Modder River in the Free State Province, South Africa between April 2008 and January 2009. Communities were analysed by investigating the relative frequency of species in specific biotopes, a Similarity Profile (SIMPROF) and cluster analyses of the Bray-Curtis similarities between samples, and the partitioning of species richness and Shannon diversity across multiple spatial scales. Findings revealed that sites showed significant clustering (SIMPROF P < 0.05; <20% Bray-Curtis similarity), and the species frequencies indicated preference to selected microhabitats. Species richness and Shannon diversity of macroinvertebrates differed significantly (5% confidence levels) from randomly simulated values for sampling sites, biotopes and seasons indicating that diversity is clustered and not homogeneously distributed. The diversity partitioning could have potential in diversity assessment for conservation biology, land management and environmental impact assessments.

Résumé

Est présentée ici une méthode pour évaluer les composants de la diversité alpha et bêta d’une communauté de macro-invertébrés, suivant de multiples échelles spatiales. Les résultats n’ont pas été liés de façon empirique aux facteurs écologiques car le but de cette étude était d’abord de montrer une méthode de répartition de la diversité. L’échantillonnage fut menéà trois endroits du cours supérieur de la rivière Modder dans la Free State Province, en Afrique du Sud, entre avril 2008 et janvier 2009. Les communautés furent analysées en recherchant la fréquence relative des espèces dans des biotopes spécifiques, un profil de similarité (SIMPROF) et des analyses par regroupement des similarités de Bray-Curtis entre échantillons, et la répartition de la richesse spécifique et de la diversité de Shannon à de multiples échelles spatiales. Les résultats ont révélé que les sites présentaient des regroupements significatifs (SIMPROF P < 0.05; <20% similarité de Bray-Curtis), et la fréquence des espèces indiquaient une préférence pour certains micro-habitats. La richesse en espèces et la diversité de Shannon des macro-invertébrés différaient significativement (niveau de confiance de 5%) des valeurs simulées au hasard pour les sites d’échantillonnage, les biotopes, et les saisons, ce qui indique que la diversité est agglomérée et non distribuée de façon homogène. La répartition de la diversité est un élément potentiel pour l’évaluation de la diversité destinée à la biologie de la conservation, l’aménagement du territoire et des évaluations d’impact environnemental.

Ancillary