Global Patterns of Species Richness: Spatial Models for Conservation Planning Using Bioindicator and Precipitation Data
Authors: Pearson David L. , Carroll Steven S. 
Published: August 2010

We used birds, butterflies, tiger beetles, mean annual precipitation, and spatial statistical models to investigate the applicability of using indicators of species richness for conservation planning on a continental scale. The models were applied to data collected on three grids of squares (each square 275 or 350 km on a side) covering North America, the Indian subcontinent, and Australia. We applied spatial statistical modeling techniques to determine the viability of using a single or multiple indicators to predict spatial patterns of species diversity of ecologically and phylogenetically unrelated taxa. Spatial models are optimal for these analyses because species data typically are not spatially independent, primarily owing to dispersion effects. Furthermore, spatial models can be used to predict species numbers in areas where no observed data are available. We found that the number of tiger beetle species is a useful indicator of the number of butterfly species in North America and of the number of bird species on the Indian subcontinent, but it is not so useful as an indicator of either the number of bird or butterfly species in Australia or of the number of bird species in North America. We also found that the number of butterfly species is a useful indicator of the number of bird species in North America and Australia and that mean annual precipitation is useful for predicting the number of butterfly species in Australia. Although the general model used on all three continental areas is the same, the relative importance of potential indicators in predicting spatial patterns of other taxa changes from continent to continent. We attribute this change largely to differential biogeographical and ecological history, which must be taken into account in the selection and testing of potential indicators. Patrones Globales de Riqueza de Especies: Modelos Especiales para la Planificación de la Conservación Usando Datos de Bioindicadores y Precipitación En este estudio utilizamos aves, mariposas, escarabajos tigre, la precipitación media anual y modelos estadísticos espaciales para investigar la utilidad de los indicadores biológicos de riqueza de especies para la planificación, a escala continental, de la conservación. Los modelos estadísticos se aplicaron a datos obtenidos en cuadrículas (cada cuadrado con 275 o 350 km de lado) que abarcaban Norte América, el Subcontinente de India y Australia. Los modelos estadísticos espaciales permiten determinar la viabilidad del uso de indicadores simples o múltiples para predecir patrones espaciales de riqueza de especies ecológica o filogenéticamente no relacionadas. Los modelos espaciales son óptimos para este tipo de análisis debido a que los datos de las especies no son independientes del espacio donde éstas se encuentran, debido básicamente al efecto de la dispersión. Estos modelos también son utilizados para predecir el número de especies en áreas donde no hay datos disponibles. Los resultados mostraron que el número de especies de escarabajos tigre es un indicador útil de la diversidad de mariposas en Norte América y de aves en el Subcontinente de India, pero no es tan útil como indicador de aves y mariposas en Australia ni de aves en Norte América. El número de especies de mariposas es un indicador útil de las aves en Norte América y Australia. La precipitación es útil para predecir las mariposas en Australia. Aunque el modelo general utilizado en las tres áreas continentales es el mismo, la importancia relativa de los indicadores potenciales para predecir patrones de distribución espacial de otros taxones varía según el continente. Este variación se atribuye principalmente a diferencias en la historia biogeográfica y ecológica. Estas diferencias deben ser consideradas cuando se prueban los indicadores potenciales.