1. The strong influence of collection bias on biodiversity knowledge shortfalls of <scp>B</scp> razilian terrestrial biodiversity
- Author
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João Paulo Peixoto Pena Barbosa, João Renato Stehmann, Marcelo Ferreira de Vasconcelos, Priscila Guimarães Dias, Antonio D. Brescovit, Claudio J. B. de Carvalho, Adalberto J. Santos, Peter Löwenberg-Neto, Daniel Paiva Silva, Adriano Pereira Paglia, Viviane Gianluppi Ferro, Daniella T. Rezende, João Batista, Paulo De Marco, John S. Ascher, Ubirajara Oliveira, and Felipe Sá Fortes Leite
- Subjects
0106 biological sciences ,Deficiência Hutchinsonian ,Deficiência Wallaceana ,Beta diversity ,Biodiversity ,Biology ,010603 evolutionary biology ,01 natural sciences ,Deficiência de Linnean ,Diversidade beta ,Species distribution models ,Taxonomic rank ,Endemism ,Ecology, Evolution, Behavior and Systematics ,Sampling bias ,Ecological niche ,Linnean shortfall ,business.industry ,Ecology ,Brasil ,010604 marine biology & hydrobiology ,Endemismo ,Biodiversidade ,Environmental resource management ,Hutchinsonian shortfall ,Beta-diversity ,Sampling (statistics) ,15. Life on land ,Wallacean shortfall ,Species richness ,business - Abstract
AimThe knowledge of biodiversity facets such as species composition, distribu-tion and ecological niche is fundamental for the construction of biogeographichypotheses and conservation strategies. However, the knowledge on these facetsis affected by major shortfalls, which are even more pronounced in the tropics.This study aims to evaluate the effect of sampling bias and variation in collec-tion effort on Linnean, Wallacean and Hutchinsonian shortfalls and diversitymeasures as species richness, endemism and beta-diversity.LocationBrazil.MethodsWe have built a database with over 1.5 million records of arthro-pods, vertebrates and angiosperms of Brazil, based on specimens deposited inscientific collections and on the taxonomic literature. We used null models totest the collection bias regarding the proximity to access routes. We also testedthe influence of sampling effort on diversity measures by regression models. Toinvestigate the Wallacean shortfall, we modelled the geographic distribution ofover 4000 species and compared their observed distribution with models. Toquantify the Hutchinsonian shortfall, we used environmental Euclidean distanceof the records to identify regions with poorly sampled environmental condi-tions. To estimate the Linnean shortfall, we measured the similarity of speciescomposition between regions close to and far from access routes.ResultsWe demonstrated that despite the differences in sampling effort, thestrong collection bias affects all taxonomic groups equally, generating a patternof spatially biased sampling effort. This collection pattern contributes greatly tothe biodiversity knowledge shortfalls, which directly affects the knowledge onthe distribution patterns of diversity.Main conclusionsThe knowledge on species richness, species composition andendemism in the Brazilian biodiversity is strongly biased spatially. Despite dif-ferences in sampling effort for each taxonomic group, roadside bias affectedthem equally. Species composition similarity decreased with the distance fromaccess routes, suggesting collection surveys at sites far from roads couldincrease the probability of sampling new geographic records or new species. ObjetivoO conhecimento das facetas da biodiversidade como composição, distribuição e nicho ecológico das espécies é fundamental para a construção de hipóteses biogeográficas e estratégias de conservação. No entanto, o conhecimento sobre essas facetas é afetado por grandes déficits, que são ainda mais pronunciados nos trópicos. Este estudo visa avaliar o efeito do viés de amostragem e variação no esforço de coleta sobre os déficits e medidas de diversidade de Linnean, Wallacean e Hutchinsonian como riqueza de espécies , endemismo e beta-diversidade.LocalizaçãoBrasil.MétodosConstruímos um banco de dados com mais de 1,5 milhão de registros de artrópodes, vertebrados e angiospermas do Brasil, com base em espécimes depositados em coleções científicas e na literatura taxonômica. Utilizamos modelos nulos para testar o viés de coleta quanto à proximidade das vias de acesso. Também testamos a influência do esforço amostral nas medidas de diversidade por meio de modelos de regressão. Para investigar o déficit Wallaceano, modelamos a distribuição geográfica de mais de 4.000 espécies e comparamos sua distribuição observada com modelos. Para quantificar o déficit hutchinsoniano, utilizamos a distância euclidiana ambiental dos registros para identificar regiões com condições ambientais pouco amostradas. Para estimar o déficit de Linne, medimos a similaridade da composição de espécies entre regiões próximas e distantes das vias de acesso. Resultados Demonstramos que apesar das diferenças no esforço amostral, o forte viés de coleta afeta igualmente todos os grupos taxonômicos, gerando um padrão de esforço amostral enviesado espacialmente. Esse padrão de coleta contribui muito para as deficiências de conhecimento da biodiversidade, o que afeta diretamente o conhecimento sobre os padrões de distribuição da diversidade.Principais conclusõesO conhecimento sobre riqueza de espécies, composição de espécies e endemismo na biodiversidade brasileira é fortemente enviesado espacialmente. Apesar das diferenças no esforço amostral para cada grupo taxonômico, o viés de beira de estrada os afetou igualmente. A similaridade da composição de espécies diminuiu com a distância das vias de acesso, sugerindo que levantamentos de coleta em locais distantes de estradas podem aumentar a probabilidade de amostragem de novos registros geográficos ou novas espécies.
- Published
- 2016