Ecological relevance of non-perennial rivers for the conservation of terrestrial and aquatic communities

Conserv Biol. 2022 Dec;36(6):e13982. doi: 10.1111/cobi.13982. Epub 2022 Oct 11.

Abstract

River conservation efforts traditionally focus on perennial watercourses (i.e., those that do not dry) and their associated aquatic biodiversity. However, most of the global river network is not perennial and thus supports both aquatic and terrestrial biodiversity. We assessed the conservation value of nonperennial rivers and streams (NPRS) in one of Europe's driest regions based on aquatic (macroinvertebrates, diatoms) and terrestrial (riparian plants, birds, and carabid beetles) community data. We mapped the distribution of taxa at 90 locations and across wide environmental gradients. Using the systematic planning tool Marxan, we identified priority conservation sites under 2 scenarios: aquatic taxa alone or aquatic and terrestrial taxa together. We explored how environmental factors (runoff, flow intermittence, elevation, salinity, anthropogenic impact) influenced Marxan's site selection frequency. The NPRS were selected more frequently (over 13% on average) than perennial rivers when both aquatic and terrestrial taxa were considered, suggesting that NPRS have a high conservation value at the catchment scale. We detected an underrepresentation of terrestrial taxa (8.4-10.6% terrestrial vs. 0.5-1.1% aquatic taxa were unrepresented in most Marxan solutions) when priority sites were identified based exclusively on aquatic biodiversity, which points to a low surrogacy value of aquatic taxa for terrestrial taxa. Runoff explained site selection when focusing on aquatic taxa (all best-fitting models included runoff, r2 = 0.26-0.27), whereas elevation, salinity, and flow intermittence were more important when considering both groups. In both cases, site selection frequency declined as anthropogenic impact increased. Our results highlight the need to integrate terrestrial and aquatic communities when identifying priority areas for conservation in catchments with NPRS. This is key to overcoming drawbacks of traditional assessments based only on aquatic taxa and to ensure the conservation of NPRS, especially as NPRS become more prevalent worldwide due to climate change and increasing water demands.

Los esfuerzos de conservación fluvial se enfocan tradicionalmente en los cauces permanentes (aquellos que no se secan) y la biodiversidad acuática asociada. Sin embargo, la mayor parte de la red hidrográfica mundial no es permanente, por lo que sustenta biodiversidad tanto acuática como terrestre. Evaluamos el valor de conservación de los ríos y arroyos no permanentes (RANP) en una de las regiones más secas de Europa con datos de comunidades acuáticas (macroinvertebrados, diatomeas) y terrestres (escarabajos carábidos). Mapeamos la distribución de los taxones en 90 localidades que cubren gradientes ambientales amplios. Con la herramienta de planificación sistemática Marxan identificamos los sitios prioritarios de conservación bajo dos escenarios: considerando sólo los taxones acuáticos o los taxones acuáticos y terrestres juntos. Exploramos cómo los factores ambientales (escorrentía, intermitencia del caudal, altitud, salinidad, impacto antropogénico) influyeron sobre la frecuencia de selección de sitio de Marxan. Los RANP fueron seleccionados con mayor frecuencia (más del 13% en promedio) que los ríos permanentes cuando consideramos los taxones acuáticos y terrestres, lo que sugiere que los RANP tienen un valor elevado de conservación a escala de cuenca. Detectamos que los taxones terrestres estaban infrarrepresentados (8.4-10.6% taxones terrestres vs. 0.5-1.1% acuáticos no tuvieron representación en la mayoría de las soluciones de Marxan) cuando los sitios prioritarios para la conservación se identificaban exclusivamente con la biodiversidad acuática, lo que indica que los taxones acuáticos tienen un reducido valor indicador para los taxones terrestres. La escorrentía determinó la selección de sitios cuando se basó en los taxones acuáticos (los mejores modelos incluyeron la escorrentía, r2 = 0.26-0.27), mientras que la altitud, la salinidad y la intermitencia del caudal fueron más importantes cuando se consideraron ambos grupos. En ambos casos, la frecuencia de selección disminuyó conforme se incrementó el impacto antropogénico. Nuestros resultados resaltan la necesidad de integrar las comunidades terrestres y acuáticas a la identificación de las áreas prioritarias para la conservación de la biodiversidad en cuencas con RANP. Lo anterior es importante para superar las evaluaciones tradicionales basadas solamente en los taxones acuáticos y para garantizar la conservación de los RANP, especialmente ahora que estos son cada vez más frecuentes a nivel mundial debido al cambio climático y a la creciente demanda de agua.

Keywords: Marxan; Mediterranean rivers; aquatic macroinvertebrates; aves; birds; carabid beetles; diatomeas; diatoms; escarabajos carábidos; intermittent rivers; macroinvertebrados acuáticos; non-perennial rivers; riparian vegetation; ríos intermitentes; ríos mediterráneos; ríos no permanentes; vegetación ribereña.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Biodiversity
  • Conservation of Natural Resources
  • Ecosystem*
  • Environmental Monitoring / methods
  • Rivers*