University of Oulu

Tukiainen, H., Bailey, J., Field, R., Kangas, K., Hjort, J. (2017) Combining geodiversity with climate and topography to account for threatened species richness. Conservation Biology, 31 (2), 364-375. doi:10.1111/cobi.12799

Combining geodiversity with climate and topography to account for threatened species richness

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Author: Tukiainen, Helena1; Bailey, Joseph J.2; Field, Richard2;
Organizations: 1Geography Research Unit, University of Oulu, P.O. Box 8000, Oulu, FI 90014, Finland
2School of Geography, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, U.K.
3Natural Resources Institute Finland (Luke), Economics and Society, University of Oulu, P.O. Box 413, Oulu, FI 90014, Finland
Format: article
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.3 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:nbn:fi-fe201703215351
Language: English
Published: John Wiley & Sons, 2017
Publish Date: 2017-03-21
Description:

Abstract

Understanding threatened species diversity is important for long-term conservation planning. Geodiversity—the diversity of Earth surface materials, forms, and processes—may be a useful biodiversity surrogate for conservation and have conservation value itself. Geodiversity and species richness relationships have been demonstrated; establishing whether geodiversity relates to threatened species’ diversity and distribution pattern is a logical next step for conservation. We used 4 geodiversity variables (rock-type and soil-type richness, geomorphological diversity, and hydrological feature diversity) and 4 climatic and topographic variables to model threatened species diversity across 31 of Finland’s national parks. We also analyzed rarity-weighted richness (a measure of site complementarity) of threatened vascular plants, fungi, bryophytes, and all species combined. Our 1-km² resolution data set included 271 threatened species from 16 major taxa. We modeled threatened species richness (raw and rarity weighted) with boosted regression trees. Climatic variables, especially the annual temperature sum above 5 °C, dominated our models, which is consistent with the critical role of temperature in this boreal environment. Geodiversity added significant explanatory power. High geodiversity values were consistently associated with high threatened species richness across taxa. The combined effect of geodiversity variables was even more pronounced in the rarity-weighted richness analyses (except for fungi) than in those for species richness. Geodiversity measures correlated most strongly with species richness (raw and rarity weighted) of threatened vascular plants and bryophytes and were weakest for molluscs, lichens, and mammals. Although simple measures of topography improve biodiversity modeling, our results suggest that geodiversity data relating to geology, landforms, and hydrology are also worth including. This reinforces recent arguments that conserving nature’s stage is an important principle in conservation.

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Resumen

Combinación de la Geodiversidad con el Clima y la Topografía para Representar la Riqueza de Especies Amenazadas

Entender la diversidad de especies amenazadas es importante para la planeación de la conservación a largo plazo. La geodiversidad – la diversidad de materiales, formas y procesos en la superficie terrestre – puede ser un sustituto útil de la biodiversidad para la conservación y puede tener un valor de conservación propio. Las relaciones entre la geodiversidad y la riqueza de especies han sido demostradas; el siguiente paso lógico para la conservación es establecer si la geodiversidad se relaciona con la diversidad de especies amenazadas y los patrones de distribución. Usamos cuatro variables de la geodiversidad (riqueza de tipo de roca y de tipo de suelo, diversidad geomorfológica, características de la diversidad hidrológica) y cuatro variables climáticas y topográficas para modelar la diversidad de especies amenazadas en 31 de los parques nacionales de Finlandia. También analizamos la riqueza ponderada con la rareza (una medida de la complementariedad de sitio) de las plantas vasculares, hongos y briofitas amenazadas y todas las especies combinadas. Nuestro conjunto de datos de resolución de 1-km² incluía 217 especies amenazadas de 16 taxones mayores. Modelamos la riqueza de especies amenazadas (cruda y ponderada con la rareza) con árboles de regresión estimulados. Las variables climáticas, especialmente la suma de la temperatura anual sobre los 5 °C, dominaron nuestros modelos, lo que es consistente con el papel crítico de la temperatura en este ambiente boreal. La geodiversidad añadió un poder explicativo. Los altos valores de geodiversidad estuvieron asociados constantemente con la alta riqueza de especies amenazadas en los taxones. El efecto combinado de las variables de la geodiversidad estuvo más pronunciado en los análisis de riqueza sopesados con la rareza (excepto por los hongos) que en aquellos para la riqueza de especies. Las medidas de geodiversidad se correlacionaron más fuertemente con la riqueza de especies (sopesada con la rareza y la crudeza) de las plantas vasculares y las briofitas y fueron más débiles para los moluscos, los líquenes y los mamíferos. Aunque las medidas simples de la topografía mejoran el modelado de la biodiversidad, nuestros resultados sugieren que los datos de geodiversidad relacionados con la geología, las formaciones terrestres y la hidrología también deben ser incluidos. Esto refuerza los argumentos recientes que dicen que conservar el estado de la naturaleza es un principio importante en la conservación.

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Series: Conservation biology
ISSN: 0888-8892
ISSN-E: 1523-1739
ISSN-L: 0888-8892
Volume: 31
Issue: 2
Pages: 364 - 375
DOI: 10.1111/cobi.12799
OADOI: https://oadoi.org/10.1111/cobi.12799
Type of Publication: A1 Journal article – refereed
Field of Science: 1181 Ecology, evolutionary biology
Subjects:
Funding: H.T. acknowledges the Geography Graduate School in Finland and Kone Foundation. J.J.B. is supported by a Natural Environment Research Council (NERC, United Kingdom) PhD Studentship (1365737). J.H. acknowledges the Academy of Finland (grant numbers 267995 and 285040).
Academy of Finland Grant Number: 267995
285040
Detailed Information: 267995 (Academy of Finland Funding decision)
285040 (Academy of Finland Funding decision)
Copyright information: © 2016 The Authors. Conservation Biology published by Wiley Periodicals, Inc. on behalf of Society for Conservation Biology. This is an open access article under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
  https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/