Impacts of tropical agriculture on biodiversity across spatial scales

Omgjøringen av naturlige habitater til landbruksområder er en viktig faktor i den globale biomangfoldskrisen, og det biologiske mangfoldet vil i stadig større grad bli avhengig av de som utvikler landbrukspolitikken. Å forstå innvirkningene av landbruk på biomangfold og hvordan man best kan håndtere landbruket for å avverge tap av biomangfold er derfor viktig. På lokalplanet fører omdanning til landbruk til en reduksjon i arter og genetisk mangfold. Men lokale innvirkninger kan være små i forhold til effekten over større områder. Landbrukets konsekvenser vil bli målt ut fra frekvensen av artsendringer på tvers av landområder, noe som blir drevet av prosesser som gjør at artssammensetningen mellom områder blir mer lik eller forskjellig. Disse prosessene kan skje samtidig og i forskjellig målestokk: å finne betydningen av dette er banebrytende innen økologien og nødvendig for å forstå konsekvensen av landbruk på det totale artsmangfoldet i en region. Vårt prosjekt undersøkte hvordan og på hvilken måte landbruk påvirker prosesser som bestemmer artsendringer på tvers av små områder, som igjen kan si noe om mangfoldet i en større målestokk. Det er to mulige ytterpunkter å organisere landbruket på: "land-deling" med jordbruk av lav intensitet, mot "land-sparing" hvor jordbruk av høy intensitet er drevet på mindre arealer som gjør det mulig å bevare naturlige habitater intakte. Men, hvilken strategi er best i et større perspektiv? Å forstå tap eller bevaring av mangfold for hver strategi i forskjellig størrelsesorden vil kunne gi en mer riktig løsning på problemet. Vårt prosjekt fokuserte på effekter av storfeoppdrett på fugler, gjødselbiller og karbonlagring i Colombia - et ideelt område fordi Colombia er det mest fugleartsrike landet i verden og dekker mange endemiske fugleområder. I tillegg er det stor variasjon i klima og topografi. Hele 961 fuglearter ble registrert på tvers av flere endemiske områder og habitater. Dette er, etter det vi vet, det største datasettet for fuglearter som noen gang har blitt samlet for en region. Analyser av de 969 fugleartene fra 3357 visitter til 848 punkter på tvers av Colombia viser at arter hvor distribusjonen ender ved topografiske barrierer og som har et veldig smalt distribusjonsbelte i Andesfjellene er truet av avskoging. Det samme gjelder arter i lavlandet. Vi har også registrert 204 arter med gjødselbiller - minst to av disse er nye ubeskrevne arter - og har samlet karbondata for 341 skogsområder i sammenheng med undersøkelsene av fugle- og gjødselbillefaunaen. Studien er et stort internasjonalt fremskritt i vår forståelse av konsekvensene av landbruk, og hvilke mekanismer som påvirker endringer i mangfold, i forskjellig målestokk.

Our bird and dung beetle species lists, and distribution data, will be used to update the national Biodiversity Information System of Colombia (SiB-Col). We have obtained sorely missing baseline data from several remote locations that are important for conservation and management. In addition, our wood specific gravity data will greatly enhance our power to predict carbon stocks at multiple scales. In this way, the project may provide a foundation for sustained biodiversity conservation efforts by identifying unique landscapes requiring targeted conservation action. For example, where biodiversity and carbon co-benefits are high. Our results are relevant for the scientific community, policy and decision makers, and investors in the carbon market alike. The project could help strengthen national policies to protect both forest cover and biodiversity. The dung beetle specimens are stored in the Entomological Collection of the Humboldt Institute and will serve as a reference collection.

The conversion of natural habitats to agriculture is a key driver of the global extinction crisis, with the future of biodiversity increasingly reliant upon agricultural policymakers. Understanding the impacts of agriculture on biodiversity and how best to manage farming to avert biodiversity loss are thus critical issues. At local spatial scales, conversion drives reductions in evolutionary distinct species, and phylogenetic and functional diversity. Yet impacts may be minor compared to impacts at larger spatial scales. Impacts of farming on biodiversity will be determined by the rate of change in species over space (beta-diversity), which is shaped by processes that cause species composition between sites to become more similar (biotic homogenization) or more different (biotic heterogenization). These processes may happen simultaneously and at multiple spatial scales: teasing apart their prevalence is a frontier in ecology and critical to understanding the true impacts of farming on gamma (overall) diversity. This project will be the first to determine how and by what mechanism agriculture affects processes of beta-diversity (turnover) among sites that ultimately determine gamma diversity across large scales. At the extremes, there are two management possibilities:'land-sharing' with low-intensity farming, versus 'land-sparing' with high intensity farming over a smaller land area that allows intact natural habitat to be preserved. But which strategy is best across spatial scales? Understanding the spatial scaling diversity loss or retention under each strategy would provide a more direct solution to the problem. Our project will focus on the effects of cattle farming on birds in the Tropical Andes of Colombia -a zone of critical conservation importance that transcends eight Endemic Bird Areas. This study would represent a major international advance in our understanding of the impacts of farming and mechanisms driving diversity changes across spatial scales.