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 Indices para el Monitoreo de la Biodiversidad con la Teoria de Riesgo de Extincion Resumen Los indices de biodiversidad combinan frecuentemente los datos de diferentes especies cuando se usan en los programas de monitoreo. Las propiedades heuristicas pueden sugerir indices preferidos, pero carecemos de medios objetivos para discriminar a los indices con propiedades heuristicas similares. Los indices de biodiversidad pueden evaluarse al determinar que tan bien reflejan los objetivos de manejo que un programa de monitoreo busca apoyar. Por ejemplo, la Convencion sobre la Diversidad Biologica requiere reportar las tasas de extincion, asi que los indices que reflejan el riesgo de extincion serian valiosos. Desarrollamos 3 indices de biodiversidad que se basan en modelos sencillos de viabilidad de poblacion y que relacionan el riesgo de extincion con la abundancia. Basamos el primer indice en la media geometrica de la abundancia de especies, y el segundo en una media de poder mas general. En el tercer indice integramos la media geometrica y la tendencia. Estos indices requieren los mismos datos que indices previos, pero tambien se relacionan directamente con el riesgo de extincion. La informacion de campo sobre mariposas y plantas de bosque, y los estudios experimentales de comunidades protozoarias, muestran que los indices se correlacionan con las tasas locales de extincion. Al aplicar el indice basado en la media geometrica sobre los datos globales de los cambios en la abundancia de aves, sugirio que la probabilidad de extincion promedio de aves ha incrementado aproximadamente 1% desde 1970 hasta 2009.