Carabid beetle diversity and community composition as related to altitude and seasonality in Andean forests

Abstract

Carabid beetle (Coleoptera: Carabidae) diversity and community composition was investigated along an altitudinal gradient from 1400 m to 3400 m in southeastern Peru, utilizing recently published data of the first systematic inventory of carabid beetles in the region. The study transect is located in one of the highest biological diversity regions in the world. Active and passive collection techniques were used to examine temporal (rainy and dry seasons) and spatial (altitude) structure of adult carabid beetle assemblages. After adjusting for collection effort, species richness, as estimated by the Mao Tau richness estimator, peaked at 2000 m, some 600 meters above the lowest sampled altitude in this study. Similarity between species assemblages from different altitudinal sites was ≤52%. Species richness was approximately 10% higher in the rainy season than the dry season, with 64% of species occurring in both seasons. Despite the importance of multi-seasonal survey sampling for Neotropical habitats, most surveys to date have been limited to the dry season. Studies of organisms that can serve as indicators of habitat shift along altitudinal gradients become increasingly relevant with predicted global climate change.

Se realizó la investigación de la diversidad y composición de comunidades de los escarabajos Carabidae (Coleóptero) en el sureste de Perú, investigando a lo largo de un gradiente altitudinal, de 1400 m a 3400 m, utilizando datos recién publicados del primer inventario sistemático de los escarabajos Carabidae de la región. El área de estudio se encuentra dentro de una de las regiones con más alta diversidad en el mundo. Se colectaron siguiendo metodologías activas y pasivas para examinar la estructura de las comunidades de carábidos en escalas temporales (temporadas de lluvia o seco) y espaciales (altura). Después de ajustar el número de especies, la riqueza de especies, estimado por riqueza de Mao Tau, fue más alta a los 2000 m, a unos 600 m sobre la altitud más bajo del muestreo de este estudio.. La similitud entre el conjunto de especies en el gradiente altitudinal fue ≤52%. La riqueza de especies fue aproximadamente 10% más alta en la temporada de lluvias que en la de seca, con una similitud en la composición de las especies a casi 64% entre estaciones. A pesar de la importancia del muestreo multi-estacional en los hábitat Neotropicales, la mayoría de los estudios han sido mono-estacionales, y muchos de ellos se llevaron durante la estación seca. Con la alta probabilidad del cambio climático y las amenazas a la biodiversidad en todo el mundo, los estudios cuantitativos pueden servir como indicadores del cambio de hábitat a lo largo de gradientes altitudinales en ecosistemas tropicales.

Keywords:

• altitudinal gradient
• Carabidae
• mid-domain effect
• Puna
• southeastern Peru
• tropical rainforest

Acknowledgments

The Peruvian Ministry of Agriculture, Instituto Nacional de Recursos Naturales, and Servicio Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado provided collection and export permits. We thank members of the Entomology Department at the Museo de Historia Natural de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, especially Dr. Gerardo Lamas who assisted with permit coordination and specimen loans. We also thank the Amazon Conservation Association (ACCA), PeruVerde, and ProNaturaleza for help with field logistics, and H.F. Jaquehua Callo, J.C. Ttito Quispe, and C. Chaparo Zamalloa for field assistance. The Fulbright Program, Wake Forest University, and the National Museum of Natural History at the Smithsonian Institution provided financial support.