The partitioning of macroinvertebrate diversity across multiple spatial scales in the upper Modder River System, South Africa

摘要

A method for assessing the alpha and beta diversity components of a macroinvertebrate community across numerous spatial scales is presented. Findings were not empirically linked to ecological questions as the purpose of this study was primarily the demonstration of a diversity partitioning method. Sampling was carried out at three sites on the upper Modder River in the Free State Province, South Africa between April 2008 and January 2009. Communities were analysed by investigating the relative frequency of species in specific biotopes, a Similarity Profile (SIMPROF) and cluster analyses of the Bray-Curtis similarities between samples, and the partitioning of species richness and Shannon diversity across multiple spatial scales. Findings revealed that sites showed significant clustering (SIMPROF P < 0.05; < 20% Bray-Curtis similarity), and the species frequencies indicated preference to selected microhabitats. Species richness and Shannon diversity of macroinvertebrates differed significantly (5% confidence levels) from randomly simulated values for sampling sites, biotopes and seasons indicating that diversity is clustered and not homogeneously distributed. The diversity partitioning could have potential in diversity assessment for conservation biology, land management and environmental impact assessments.ResumeEst presentee ici une methode pour evaluer les composants de la diversite alpha et beta d'une communaute de macro-invertebres, suivant de multiples echelles spatiales. Les resultats n'ont pas ete lies de facon empirique aux facteurs ecologiques car le but de cette etude etait d'abord de montrer une methode de repartition de la diversite. L'echantillonnage fut menea trois endroits du cours superieur de la riviere Modder dans la Free State Province, en Afrique du Sud, entre avril 2008 et janvier 2009. Les communautes furent analysees en recherchant la frequence relative des especes dans des biotopes specifiques, un profil de similarite (SIMPROF) et des analyses par regroupement des similarites de Bray-Curtis entre echantillons, et la repartition de la richesse specifique et de la diversite de Shannon a de multiples echelles spatiales. Les resultats ont revele que les sites presentaient des regroupements significatifs (SIMPROF P < 0.05; < 20% similarite de Bray-Curtis), et la frequence des especes indiquaient une preference pour certains micro-habitats. La richesse en especes et la diversite de Shannon des macro-invertebres differaient significativement (niveau de confiance de 5%) des valeurs simulees au hasard pour les sites d'echantillonnage, les biotopes, et les saisons, ce qui indique que la diversite est agglomeree et non distribuee de facon homogene. La repartition de la diversite est un element potentiel pour l'evaluation de la diversite destinee a la biologie de la conservation, l'amenagement du territoire et des evaluations d'impact environnemental.