Index of biodiversity potential (IBP) versus direct species monitoring in temperate forests

Zeller L., Baumann C., Gonin P., Heidrich L., Keye C., Konrad F., Larrieu L., Meyer P., Sennhenn-Reulen H., Müller J., Schall P., Ammer C. (2022). Index of biodiversity potential (IBP) versus direct species monitoring in temperate forests. Ecological Indicators 136 : 108692.

Abstract:

Effects of forest management on forest biodiversity have received increasing attention in both research and forestry practice. Despite advances in technology, monitoring of biodiversity remains time and cost-intensive and requires specific taxonomic expertise. In forest management, however, there is increasing interest and need to integrate biodiversity monitoring into forest inventories efficiently to estimate the potential effects of forest management on biodiversity. Forest management systems can differ greatly depending on management goals and the intensity and frequency of the applied silvicultural interventions. To identify management effects on biodiversity, an estimation of biodiversity using forest structural attributes may be a reasonable approach. Forest structure can – compared to conventional species-based monitoring - easily be captured during forest inventories and does not require specific taxonomic expertise. The IBP (Index of Biodiversity Potential) is a composite index aiming to provide practitioners with an efficient tool for estimating biodiversity at the local level. We recorded the IBP on 147 plots in three regions of Germany, where detailed biodiversity monitoring had been conducted. This study quantified the relationship between changes in the IBP scores and changes in species richness for 13 taxonomic groups. To determine this, we analyzed estimated relationships between the IBP and species richness using a count regression model. We found positive estimated relationships with species richness of birds, fungi, true bugs, lichens, and moths in at least 3 of 5 examined forest types. However, for spiders, bats, carabids, necrophagous and saproxylic beetles, either no relationship with the IBP or estimated relationships with only one forest type were found. Changes in scores for the IBP’s factors number of vertical layers, large living trees, treerelated microhabitats, and proportion of gaps correlated with changes in the measured species richness in many cases. Even though the IBP is generally not adequate to predict actual presence or precise number of species, it can be utilized to depict a forest stand’s potential in terms of species richness. Due to its easy and time-efficient application, it could be a useful proxy used in combination with species-based monitoring approaches.

Résumé:

Les effets de la gestion forestière sur la biodiversité des forêts font l'objet d'une attention croissante tant dans la recherche que dans la pratique forestière. Malgré les progrès technologiques, la surveillance de la biodiversité reste coûteuse en temps et en argent et nécessite une expertise taxonomique spécifique. Dans le domaine de la gestion forestière, cependant, l'intérêt et le besoin d'intégrer le suivi de la biodiversité dans les inventaires forestiers se font de plus en plus sentir pour estimer efficacement les effets potentiels de la gestion forestière sur la biodiversité. Les systèmes de gestion forestière peuvent être très différents selon les objectifs de gestion et l'intensité et la fréquence des interventions sylvicoles appliquées. Pour identifier les effets de la gestion sur la biodiversité, une estimation de la biodiversité à l'aide des attributs structurels de la forêt peut être une approche raisonnable. La structure forestière peut - par rapport à la surveillance conventionnelle basée sur les espèces - être facilement saisie lors des inventaires forestiers et ne nécessite pas d'expertise taxonomique spécifique. L'IBP (Index of Biodiversity Potential) est un indice composite visant à fournir aux praticiens un outil efficace pour estimer la biodiversité au niveau local. Nous avons évalué l'IBP sur 147 parcelles dans trois régions d'Allemagne, où un suivi détaillé de la biodiversité avait été réalisé. Cette étude a quantifié la relation entre les changements dans les scores IBP et les changements dans la richesse des espèces pour 13 groupes taxonomiques. Pour ce faire, nous avons analysé les relations estimées entre l'IBP et la richesse des espèces à l'aide d'un modèle de régression par comptage. Nous avons trouvé des relations positives avec la richesse en espèces des oiseaux, des champignons, des punaises, des lichens et des papillons de nuit dans au moins 3 des 5 types de forêts examinés. Cependant, pour les araignées, les chauves-souris, les carabes, les coléoptères nécrophages et saproxyliques, nous n'avons trouvé aucune relation avec l'IBP ou seulement des relations estimées avec un seul type de forêt. Les changements dans les scores des facteurs de l'IBP suivants : le nombre de strates verticales, les très gros arbres vivants, les arbres porteurs de dendromicrohabitats et la proportion de milieux ouverts, ont été dans de nombreux cas corrélés aux changements dans la richesse des espèces mesurées. Même si généralement l'IBP ne permet pas de prédire la présence réelle ou le nombre précis d'espèces, il peut être utilisé pour décrire le potentiel d'un peuplement forestier en termes de richesse en espèces. En raison de son application facile et rapide, l’IBP pourrait être un indicateur utile utilisé en combinaison avec des approches de surveillance basées sur les espèces.