Linking Indices for Biodiversity Monitoring to Extinction Risk Theory

Biodiversity indices often combine data from different species when used in monitoring programs. Heuristic properties can suggest preferred indices, but we lack objective ways to discriminate between indices with similar heuristics. Biodiversity indices can be evaluated by determining how well they reflect management objectives that a monitoring program aims to support. For example, the Convention on Biological Diversity requires reporting about extinction rates, so simple indices that reflect extinction risk would be valuable. We developed 3 biodiversity indices that are based on simple models of population viability that relate extinction risk to abundance. We based the first index on the geometric mean abundance of species and the second on a more general power mean. In a third index, we integrated the geometric mean abundance and trend. These indices require the same data as previous indices, but they also relate directly to extinction risk. Field data for butterflies and woodland plants and experimental studies of protozoan communities show that the indices correlate with local extinction rates. Applying the index based on the geometric mean to global data on changes in avian abundance suggested that the average extinction probability of birds has increased approximately 1% from 1970 to 2009. Conectando Índices para el Monitoreo de la Biodiversidad con la Teoría de Riesgo de Extinción RESUMEN: Los índices de biodiversidad combinan frecuentemente los datos de diferentes especies cuando se usan en los programas de monitoreo. Las propiedades heurísticas pueden sugerir índices preferidos, pero carecemos de medios objetivos para discriminar a los índices con propiedades heurísticas similares. Los índices de biodiversidad pueden evaluarse al determinar qué tan bien reflejan los objetivos de manejo que un programa de monitoreo busca apoyar. Por ejemplo, la Convención sobre la Diversidad Biológica requiere reportar las tasas de extinción, así que los índices que reflejan el riesgo de extinción serían valiosos. Desarrollamos 3 índices de biodiversidad que se basan en modelos sencillos de viabilidad de población y que relacionan el riesgo de extinción con la abundancia. Basamos el primer índice en la media geométrica de la abundancia de especies, y el segundo en una media de poder más general. En el tercer índice integramos la media geométrica y la tendencia. Estos índices requieren los mismos datos que índices previos, pero también se relacionan directamente con el riesgo de extinción. La información de campo sobre mariposas y plantas de bosque, y los estudios experimentales de comunidades protozoarias, muestran que los índices se correlacionan con las tasas locales de extinción. Al aplicar el índice basado en la media geométrica sobre los datos globales de los cambios en la abundancia de aves, sugirió que la probabilidad de extinción promedio de aves ha incrementado aproximadamente 1% desde 1970 hasta 2009. PALABRAS CLAVE: Índice de biodiversidad, media geométrica, medida de la biodiversidad, riesgo de extinción