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Spatial Components of Bird Diversity in the Andes of Colombia: Implications for Designing a Regional Reserve System

Authors


Address for correspondence: Avenida 2 Oeste No. 10-54, Cali, Colombia, email gkattan@wcs.org

Abstract

Abstract: Beta diversity, or the turnover in species composition among sampling sites in a region, is an important criterion for obtaining adequate representation of regional biodiversity in systems of protected areas. Recently, the additive model for partitioning regional (gamma) diversity (in opposition to the multiplicative model) has been proposed because it allows a direct measure of the contribution of beta diversity to gamma diversity. We determined avian beta diversity along latitudinal (among neighboring river drainages) and elevational axes in a 1347-km2 region on the western slope of the Central Cordillera of the Colombian Andes, where a regional system of protected areas is being designed. We then compared avian beta diversity between sites based on rapid versus long-term (>1 year) inventories and between fragmented sites versus continuous forest. Overall, beta diversity represented 63.1% of gamma diversity among 16 sites. Elevational differences in species composition accounted for 43.3% of regional diversity, whereas differences among drainages accounted for 19.8%. A complementary cluster analysis showed that sites grouped by elevational zones. Rapid inventories overestimated beta diversity because of sampling effects, but the effect was biologically small. Estimators of species richness derived from species accumulation curves provided a useful alternative to compensate for undersampling in short-term surveys. Forest fragmentation increased beta diversity because of differential local extinction of populations. Nevertheless, in our region, forest fragments contributed to gamma diversity because they contained complementary sets of species. More importantly, they contained populations of special-interest species. Although the region is relatively small, our analyses indicate that spatial differentiation of the biota is an important factor for deciding number and location of protected areas in the Andean region.

Abstract

Resumen: La diversidad beta, o recambio en la composición de especies entre sitios de muestreo en una región, es un criterio importante para alcanzar una adecuada representación de la biodiversidad regional en sistemas de áreas protegidas. Recientemente, el modelo aditivo para la partición de la diversidad gama o diversidad regional (en oposición al modelo multiplicativo) ha sido promocionado pues permite una medida directa de la contribución de la diversidad beta a la diversidad gama. En este estudio determinamos la diversidad beta de aves a lo largo de ejes latitudinales (entre cuencas hidrográficas vecinas) y altitudinales en una región de 1347 km2 en la vertiente occidental de la cordillera Central de los Andes de Colombia, donde se está construyendo un sistema regional de áreas protegidas. También comparamos la diversidad beta de aves entre sitios caracterizados con muestreos rápidos versus inventarios a largo plazo (>1 año) y entre sitios con bosques fragmentados versus bosques continuos. En total, la diversidad beta representó el 63.1% de la diversidad gama encontrada entre 16 localidades. Las diferencias altitudinales en composición de especies representaron el 43.3% de la diversidad regional, mientras que las diferencias entre cuencas representaron el 19.8%. Un análisis de agrupamiento complementario también mostró la diferenciación de especies por elevaciones pues las localidades se agruparon por cinturones altitudinales. Los inventarios rápidos sobre-estimaron la diversidad beta debido al efecto de muestreo incompleto, pero el efecto fue biológicamente pequeño. Los estimadores de riqueza de especies derivados de las curvas de acumulación de especies proveyeron una alternativa útil para compensar el submuestreo en los inventarios rápidos. La fragmentación de bosques aumentó la diversidad beta debido a extinción local diferencial de poblaciones. Sin embargo, en nuestra región los fragmentos de bosque contribuyen a la diversidad gama porque contienen conjuntos complementarios de especies. Además, estos fragmentos contienen poblaciones de especies de interés especial. Aunque la región es relativamente pequeña, nuestros análisis indican que la diferenciación espacial de la biota es un factor importante a la hora de tomar decisiones sobre el número y la localización de áreas protegidas en la región andina.

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