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Predicting Regional Patterns of Similarity in Species Composition for Conservation Planning

Authors

  • OFER STEINITZ,

    Corresponding author
    1. Department of Evolution, Systematics and Ecology, Institute of Life Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Campus Edmond Safra, Jerusalem 91904, Israel
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  • JOSEPH HELLER,

    1. Department of Evolution, Systematics and Ecology, Institute of Life Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Campus Edmond Safra, Jerusalem 91904, Israel
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  • ASAF TSOAR,

    1. Department of Evolution, Systematics and Ecology, Institute of Life Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Campus Edmond Safra, Jerusalem 91904, Israel
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  • DOTAN ROTEM,

    1. Department of Evolution, Systematics and Ecology, Institute of Life Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Campus Edmond Safra, Jerusalem 91904, Israel
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  • RONEN KADMON

    1. Department of Evolution, Systematics and Ecology, Institute of Life Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Campus Edmond Safra, Jerusalem 91904, Israel
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email oferst@pob.huji.ac.il

Abstract

Abstract: In a review of recent challenges in conservation planning, Ferrier (2002) proposed the incorporation of models of similarity in species composition as a means for prioritizing areas for biodiversity conservation. A key assumption of this approach is that estimates of compositional similarity derived from models of similarity in species composition can be used as effective surrogates for real similarity data. We used data on snail distribution in Israel to test this assumption. We used two types of models to analyze patterns of similarity in species composition: one based on presence/absence data and the second based on abundance data. Both models accounted for large amounts of the observed variation in compositional similarity. Variation-partitioning analysis indicated that a considerable amount of the variation in compositional similarity could be separated into “pure” geographical versus “pure” environmental components, indicating that reserve selection procedures should take into account spatial considerations in determining priorities for conservation. The relative effects of geographical versus environmental factors varied between the two types of models, indicating that different indices of similarity should be used if one wishes to represent species composition per se or ecological communities including their relative species abundances. A comparison of distribution patterns of land snails and land birds in a subset of the study sites revealed a high degree of congruence in compositional similarity between the two groups. Moreover, compositional similarity in snails was a better predictor of compositional similarity in birds compared with all environmental and geographical distances taken together. Models calibrated based on data collected in small plots explained a considerable amount of the variation observed at larger scales, suggesting that sampling efforts required for conservation planning might be lower (and thus, more feasible) than assumed previously. Models of similarity in species composition may serve as an important tool for conservation planning.

Abstract

Resumen: En una revisión de los recientes retos de la planificación de la conservación, Ferrier (2002) propuso la incorporación de modelos de similitud en la composición de especies como una manera de priorizar áreas para conservación de la biodiversidad. Una suposición clave de este método es que se pueden utilizar las estimaciones de similitud en la composición derivadas de modelos de similitud en la composición de especies como sustitutos efectivos de datos reales de similitud. Utilizamos datos de la distribución de caracoles terrestres en Israel para probar esta suposición. Utilizamos dos tipos de modelo para analizar patrones de similitud en la composición de especies: uno con base en datos de presencia/ausencia y el segundo con base en datos de abundancia. Ambos modelos explicaron gran parte de la variación observada en la similitud en la composición. El análisis de partición de la variación indicó que una parte considerable de la variación en la similitud en la composición podía separarse en componentes geográficos “puros” versus ambientales “puros,” lo que indica que los procedimientos de selección de reservas deberían tener en cuenta consideraciones espaciales para la determinación de prioridades de conservación. Los efectos relativos de los factores geográficos versus los ambientales variaron entre estos dos tipos de modelo, lo que indica que se deberían utilizar diferentes índices de similitud si se desea representar la composición de especies per se o a las comunidades ecológicas incluyendo la abundancia relativa de las especies. La comparación de los patrones de distribución de caracoles y aves terrestres en un subconjunto de los sitios de estudio reveló un alto grado de congruencia en la similitud en la composición entre estos dos grupos. Más aun, la similitud en la composición de caracoles fue un mejor pronosticador de la similitud en la composición de aves en comparación con todas las distancias ambientales y geográficas juntas. Los modelos calibrados con base en datos recolectados en parcelas pequeñas explicaron una considerable cantidad de la variación observada a mayores escalas, lo que sugiere que el esfuerzo de muestreo requerido para la planificación de la conservación puede ser menor (y por lo tanto, más factibles) al asumido previamente. Los modelos de similitud en la composición de especies pueden ser una herramienta importante para la planificación de la conservación.

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