3 years ago

Using environmental heterogeneity to plan for sea-level rise

Nathan P. Nibbelink, Elizabeth A. Hunter
Environmental heterogeneity is increasingly being used to select conservation areas that will provide for future biodiversity under a variety of climate scenarios. This approach, termed conserving nature's stage (CNS), assumes environmental features respond to climate change more slowly than biological communities, but will CNS be effective if the stage were to change as rapidly as the climate? We tested the effectiveness of using CNS to select sites in salt marshes for conservation in coastal Georgia (U.S.A.), where environmental features will change rapidly as sea level rises. We calculated species diversity based on distributions of 7 bird species with a variety of niches in Georgia salt marshes. Environmental heterogeneity was assessed across six landscape gradients (e.g., elevation, salinity, and patch area). We used 2 approaches to select sites with high environmental heterogeneity: site complementarity (environmental diversity [ED]) and local environmental heterogeneity (environmental richness [ER]). Sites selected based on ER predicted present-day species diversity better than randomly selected sites (up to an 8.1% improvement), were resilient to areal loss from SLR (1.0% average areal loss by 2050 compared with 0.9% loss of randomly selected sites), and provided habitat to a threatened species (0.63 average occupancy compared with 0.6 average occupancy of randomly selected sites). Sites selected based on ED predicted species diversity no better or worse than random and were not resilient to SLR (2.9% average areal loss by 2050). Despite the discrepancy between the 2 approaches, CNS is a viable strategy for conservation site selection in salt marshes because the ER approach was successful. It has potential for application in other coastal areas where SLR will affect environmental features, but its performance may depend on the magnitude of geological changes caused by SLR. Our results indicate that conservation planners that had heretofore excluded low-lying coasts from CNS planning could include coastal ecosystems in regional conservation strategies. Uso de la Heterogeneidad Ambiental para Planificar Ante el Aumento del Nivel del Mar Resumen Cada vez se utiliza más la heterogeneidad ambiental para seleccionar las áreas de conservación que mantendrán en el futuro a la biodiversidad bajo una variedad de escenarios climáticos. Esta estrategia, llamada conservación del estado de la naturaleza (CEN), asume que las características ambientales responden al cambio climático más lentamente que las comunidades biológicas, ¿pero sería efectiva la CEN si el estado cambiara tan rápido como el clima? Probamos la efectividad del uso de la CEN para seleccionar sitios para conservación en marismas de agua salobre en las costas de Georgia (E.U.A.), en donde las características ambientales cambiarán tan rápido como aumente el nivel del mar. Calculamos la diversidad de especies con base en la distribución de siete especies de aves con una variedad de nichos en las marismas de agua salobre de Georgia. La heterogeneidad ambiental fue valorada a lo largo de seis gradientes del paisaje (p. ej.: elevación, salinidad y área del fragmento). Utilizamos dos estrategias para seleccionar sitios con heterogeneidad ambiental alta: complementariedad de sitio (diversidad ambiental [DA]) y heterogeneidad ambiental local (riqueza ambiental [RA]). Los sitios seleccionados con base en la RA pronosticaron la diversidad actual de las especies mejor que los sitios seleccionados al azar (una mejora de hasta el 8.1 %), fueron resilientes a la pérdida de área por el ANM (1.0 % de pérdida de área promedio para 2050 en comparación con 0.9 % de pérdida de los sitios seleccionados al azar), y proporcionaron hábitat a las especies amenazadas (0.63 de promedio de ocupación en comparación con 0.6 de ocupación de los sitios seleccionados al azar). Los sitios seleccionados con base en la DA pronosticaron la diversidad de especies de igual manera que los sitios seleccionados al azar y no fueron resilientes al ANM (2.9 % de pérdida de área promedio para 2050). A pesar de la discrepancia entre las dos estrategias, la CEN es una estrategia viable para la selección de sitios de conservación en una marisma de agua salobre porque la estrategia de RA fue exitosa. Esta estrategia tiene el potencial de aplicación en otras áreas costeras en donde el ANM afectará las características ambientales, pero su desempeño puede depender de la magnitud de los cambios geológicos causados por el ANM. Nuestros resultados indican que quienes planifican la conservación y hasta ahora habían excluido a las costas bajas de la planificación de la CEN podrían incluir a los ecosistemas costeros en las estrategias regionales de conservación.

Publisher URL: http://onlinelibrary.wiley.com/resolve/doi

DOI: 10.1111/cobi.12920

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