A contribution diversity approach to evaluate species diversity

SummaryMeasuring species diversity is critical for ecological research and biodiversity conservation. The separate assessment of within-unit diversity and unit distinctiveness in the form of endemism may lead to biased results when evaluating the importance of a unit for regional diversity. In this paper, we adopt the additive partitioning of species diversity and propose a series of measurements decomposing the contribution of a unit into two components, one based on within-unit species diversity and the other on unit distinctiveness, for species richness and Simpson's index. We also propose a differentiation coefficient to evaluate the distribution of species diversity within and among units and to compare the relative importance of unit distinctiveness and within-unit diversity for regional diversity. Using simulations and a real data set of tree species in a community consisting of nine plots, we compared the proposed method with other ranking methods. The definition of unit-specific additive components of species diversity facilitates diversity scaling in hierarchical systems. The individual components may be used to identify the factors determining the contribution of a unit to larger-scale diversity, while avoiding typical problems associated with the number of endemic species. The ranking of units based on an integrated assessment of α and β diversity at the unit level provides an objective foundation for determining conservation priorities.

ZusammenfassungFür ökologische Forschung und den Schutz der Biodiversität ist die Erfassung der Artendiversität entscheidend. Die getrennte Betrachtung der Diversität innerhalb einer Einheit und die Besonderheit der Einheit in Form von Endemismus kann zu einer Schiefe der Ergebnisse führen, wenn die Bedeutung einer Einheit für die regionale Diversität evaluiert wird. In dieser Veröffentlichung wenden wir die additive Partitionierung der Artendiversität an und schlagen eine Serie von Erfassungen vor, die den Beitrag einer Einheit am Artenreichtum und Simpsons Index in zwei Komponenten teilt, eine basiert auf der Artendiversität innerhalb der Einheit und die andere auf der Besonderheit der Einheit. Wir schlagen außerdem einen Differenzierungskoeffizienten vor, um die relative Bedeutung der Besonderheit einer Einheit und der Diversität innerhalb einer Einheit für die regionale Artendiversität zu evaluieren. Unter Verwendung von Simulationen und eines echten Datensatzes von Baumarten in einer Gemeinschaft, die aus neun Flächen besteht, verglichen wir die vorgeschlagene Methode mit den Rangfolgemethoden. Die Definition von einheitenspezifischen additiven Komponenten der Artendiversität ermöglicht die Einordnung in hierarchische Systeme. Die individuellen Komponenten können benutzt werden, um die Faktoren zu bestimmen, die den Beitrag einer Einheit zur Diversität auf einer größeren Skala bestimmen, wobei die typischen Probleme vermieden werden, die mit der Anzahl der endemischen Arten verbunden sind. Die Klassifizierung der Einheiten, die auf einer integrierten Einschätzung der α- und β-Diversität auf dem Einheitenlevel basiert, stellt ein objektives Fundament für die Bestimmung von Schutzprioritäten zur Verfügung.