Species–area models to assess biodiversity change in multi-habitat landscapes: The importance of species habitat affinity

Species–area relationships (SARs) are a common tool to assess the impacts of habitat loss on species diversity. Species–area models that include habitat effects may better describe biodiversity patterns; also the shape of the SAR may be best described by other models than the classical power model. We compared the fit of 24 SAR models, i.e. eight basic models using three approaches: (i) single-habitat models, (ii) multi-habitat models which account for the effect of the habitat composition on total species diversity (= choros models) and (iii) multi-habitat models which also account for the differential use of habitats by different species groups (= countryside models). We use plant diversity data from a multi-habitat landscape in NW Portugal. Countryside models had the best fit both when predicting species–area patterns of species groups and of total species richness. Overall, choros models had a better fit than single-habitat models. We also tested the application of multi-habitat models to land-use change scenarios. Estimates of species richness using the choros model only depended on the number of habitats in the landscape. In contrast, for the countryside model, estimates of species richness varied continuously with the relative proportion of the different habitat types in the landscape, and projections suggest that land-use change impacts may be moderated by a species’ ability to use multiple habitats in the landscape. We argue that the countryside SAR is a better model to assess the impacts of land-use changes than the single-habitat SAR or the choros model, as species often face habitat change instead of real habitat loss, and species response to change is contingent on their differential use of habitats in the landscape.

ZusammenfassungArten-Areal-Beziehungen sind ein übliches Mittel, um den Einfluss von Habitatverlusten auf die Artenvielfalt abzuschätzen. Arten-Areal-Modelle, die Habitateffekte einschließen, könnten Biodiversitätsmuster besser beschreiben. Auch die Gestalt der Arten-Areal-Beziehung könnte am besten von anderen als dem klassischen Potenz-Modell beschrieben werden. Wir untersuchten vergleichend die Anpassungsgüte von 24 Modellen, genauer 8 Grundmodelle unter drei Ansätzen: 1.) Ein-Habitat-Modelle, 2.) Mehr-Habitat-Modelle, die den Effekt der Habitatzusammensetzung auf die Gesamtartendiversität einbeziehen (= “Choros-Modelle”), und 3.) Mehr-Habitat-Modelle, die auch die unterschiedliche Nutzung von Habitaten durch unterschiedliche Artengruppen berücksichtigen (= “Countryside-Modelle”).Wir nutzten Daten zur Pflanzendiversität für eine Landschaft mit mehreren Habitattypen in NW-Portugal. Die Countryside-Modelle wiesen die beste Anpassung auf bei der Vorhersage von Arten-Areal-Mustern von Artengruppen und der Gesamtartenzahl. Insgesamt hatten Choros-Modelle eine bessere Anpassung als Ein-Habitat-Modelle. Wir untersuchten auch die Anwendung von Mehr-Habitat-Modellen auf Szenarien mit sich ändernder Landnutzung. Schätzungen des Artenreichtums mit dem Choros-Modell hingen nur von der Anzahl der Habitate in der Landschaft ab. Dagegen variierten die Schätzungen des Countryside-Modells kontinuierlich mit dem relativen Anteil der verschiedenen Habitattypen in der Landschaft. Projektionen legen nahe, dass die Auswirkungen veränderter Flächennutzung durch die Fähigkeit von Arten, mehrere Habitattypen in der Landschaft zu besiedeln, gemildert werden können.Wir sind der Meinung, dass die Countryside-Arten-Areal-Beziehung ein besseres Modell für die Abschätzung der Auswirkungen von Landnutzungsänderungen ist als die Ein-Habitat-Arten-Areal-Beziehung oder das Choros-Modell. Der Grund ist, dass Arten oft mit Habitatänderungen anstatt tatsächlichem Habitatverlust konfrontiert sind und die Reaktionen der Arten von ihrer unterschiedlichen Nutzung der Habitate in der Landschaft abhängen.