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Among-taxon congruence in biodiversity patterns: can stream insect diversity be predicted using single taxonomic groups?

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Abstract:

The utility of single taxonomic groups as indicators of biodiversity variation in other taxa has recently gained increasing attention, but such studies on stream organisms are lacking. We studied the diversity patterns of mayflies, stoneflies, caddisflies, and chironomid midges across 110 headwater streams in Finland. Specifically, we examined if species richness and assemblage composition showed similar variation among the taxonomic groups across environmental gradients and if a single taxon could be used as a predictor of diversity in the other groups. Species richness and composition in different taxa exhibited slightly different relationships to environmental gradients, leading to low degrees of concordance. The diversity of mayflies and chironomids showed strongest relationships with stream acidity and water colour, whereas stoneflies and caddisflies exhibited more complex correlations with geographical location and local environmental variables. The overall assemblage composition, however, exhibited significant among-taxon congruence, as shown by Mantel tests. However, even these correlations remained rather low, thus limiting their potential for conservation purposes. Overall, our results do not support the use of single taxonomic groups as indicators of insect biodiversity in headwater stream ecosystems. Alternative approaches for lotic biodiversity assessment (e.g., morphospecies, higher-taxon richness, and environmental diversity) should thus be examined in future studies.

L'utilisation d'un seul groupe taxonomique pour refléter la variation de la biodiversité des autres taxons suscite de plus en plus d'intérêt ces derniers temps, mais aucune étude du genre n'a été faite sur les organismes des eaux courantes. Nous avons examiné les patterns de diversité des éphéméroptères, des plécoptères, des trichoptères et des diptères chironomidés de 110 cours d'eau d'amont de Finlande. En particulier, nous avons examiné si la richesse en espèces et la composition des peuplements varient de façon similaire d'un groupe taxonomique à l'autre le long de gradients environnementaux et si l'analyse d'un seul groupe taxonomique peut servir à prédire la diversité des autres groupes. La richesse en espèces et la composition des divers taxons varient de façon légèrement différente d'après les gradients environnementaux, si bien que la concordance est faible entre les taxons. La diversité des éphéméroptères et des chironomidés possède les relations les plus fortes avec l'acidité et la couleur de l'eau, alors que les plécoptères et les trichoptères ont des corrélations plus complexes avec la position géographique et les variables locales de l'environnement. La composition générale de la communauté montre, toutefois, une congruence significative entre les taxons, comme l'indiquent des tests de Mandel. Cependant, même ces corrélations restent assez faibles, ce qui limite leur potentiel à servir à des fins de conservation. En général, nos résultats ne justifient pas l'utilisation d'un seul groupe taxonomique comme indicateur de la biodiversité de l'ensemble des insectes dans les écosystèmes d'amont d'eau courante. Dans des études futures, on devra donc examiner des méthodes de rechange pour évaluer la biodiversité en eau courante (e.g., les espèces morphologiques, la richesse des taxons de niveau supérieur et la diversité environnementale).[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2003

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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