Spatial components of bird diversity in the Andes of Colombia: implications for designing a regional reserve system.

: 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. Resumen: La diversidad beta, o recambio en la composicion de especies entre sitios de muestreo en una region, es un criterio importante para alcanzar una adecuada representacion de la biodiversidad regional en sistemas de areas protegidas. Recientemente, el modelo aditivo para la particion de la diversidad gama o diversidad regional (en oposicion al modelo multiplicativo) ha sido promocionado pues permite una medida directa de la contribucion 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 hidrograficas vecinas) y altitudinales en una region de 1347 km2 en la vertiente occidental de la cordillera Central de los Andes de Colombia, donde se esta construyendo un sistema regional de areas protegidas. Tambien comparamos la diversidad beta de aves entre sitios caracterizados con muestreos rapidos versus inventarios a largo plazo (>1 ano) y entre sitios con bosques fragmentados versus bosques continuos. En total, la diversidad beta represento el 63.1% de la diversidad gama encontrada entre 16 localidades. Las diferencias altitudinales en composicion de especies representaron el 43.3% de la diversidad regional, mientras que las diferencias entre cuencas representaron el 19.8%. Un analisis de agrupamiento complementario tambien mostro la diferenciacion de especies por elevaciones pues las localidades se agruparon por cinturones altitudinales. Los inventarios rapidos sobre-estimaron la diversidad beta debido al efecto de muestreo incompleto, pero el efecto fue biologicamente pequeno. Los estimadores de riqueza de especies derivados de las curvas de acumulacion de especies proveyeron una alternativa util para compensar el submuestreo en los inventarios rapidos. La fragmentacion de bosques aumento la diversidad beta debido a extincion local diferencial de poblaciones. Sin embargo, en nuestra region los fragmentos de bosque contribuyen a la diversidad gama porque contienen conjuntos complementarios de especies. Ademas, estos fragmentos contienen poblaciones de especies de interes especial. Aunque la region es relativamente pequena, nuestros analisis indican que la diferenciacion espacial de la biota es un factor importante a la hora de tomar decisiones sobre el numero y la localizacion de areas protegidas en la region andina.