Widespread insect losses are a critical global problem. Mitigating this problem requires identifying the principal drivers across different taxa and determining which insects are covered by protected areas. However, doing so is hindered by missing information on most species owing to extremely high insect diversity and difficulties in morphological identification. To address this knowledge gap, we used one of the most comprehensive insect DNA metabarcoding data sets assembled (encompassing 31,846 flying insect species) in which data were collected from a network of 75 Malaise traps distributed across Germany. Collection sites encompass gradients of land cover, weather, and climate, along with differences in site protection status, which allowed us to gain broader insights into how insects respond to these factors. We examined changes in total insect biomass, species richness, temporal turnover, and shifts in the composition of taxa, key functional groups (pollinators, threatened species, and invasive species), and feeding traits. Lower insect biomass generally equated to lower richness of all insects and higher temporal turnover, suggesting that biomass loss translates to biodiversity loss and less stable communities. Spatial variability in insect biomass and composition was primarily driven by land cover, rather than weather or climate change. As vegetation and land-cover heterogeneity increased, insect biomass increased by 50% in 2019 and 56% in 2020 and total species richness by 58% and 33%, respectively. Similarly, areas with low-vegetation habitats exhibited the highest richness of key taxa, including pollinators and threatened species, and the widest variety of feeding traits. However, these habitats tended to be less protected despite their higher diversity. Our results highlight the value of heterogeneous low vegetation for promoting overall insect biomass and diversity and that better protection of insects requires improved protection and management of unforested areas, where many biodiversity hotspots and key taxa occur.
Efectos de la cobertura del suelo y las áreas protegidas sobre la diversidad de insectos voladores Resumen La pérdida generalizada de insectos es un problema mundial crítico. Para mitigarlo, es necesario identificar los principales factores que lo provocan en los distintos taxones y determinar qué insectos están cubiertos por áreas protegidas. Sin embargo, la falta de información sobre la mayoría de las especies, debido a la gran diversidad de insectos y a las dificultades de identificación morfológica, dificulta esta tarea. Para cerrar este vacío de conocimiento utilizamos uno de los conjuntos más completos de datos de metacodificación de barras de ADN de insectos reunidos (que abarca 31,846 especies de insectos voladores) en el que se recogieron datos de una red de 75 trampas Malaise distribuidas por toda Alemania. Los puntos de colecta abarcaron gradientes de cobertura del suelo, tiempo, clima y diferencias en el estado de protección del lugar, lo que nos permitió obtener una visión más amplia de cómo responden los insectos a estos factores. Analizamos los cambios en la biomasa total de insectos, la riqueza de especies, la rotación temporal y los cambios en la composición de taxones, grupos funcionales clave (polinizadores, especies amenazadas y especies invasoras) y rasgos de alimentación. Una menor biomasa de insectos equivale en general a una menor riqueza de todos los insectos y a una mayor rotación temporal, lo que sugiere que la pérdida de biomasa se traduce en pérdida de biodiversidad y en comunidades menos estables. La variabilidad espacial de la biomasa y la composición de los insectos se debió principalmente a la cubierta terrestre, más que al tiempo o al cambio climático. A medida que aumentaba la heterogeneidad de la vegetación y la cubierta terrestre, la biomasa de insectos aumentó un 50% en 2019 y un 56% en 2020, y la riqueza total de especies un 58% y un 33%, respectivamente. Del mismo modo, las zonas con hábitats de vegetación baja mostraron la mayor riqueza de taxones clave, incluidos los polinizadores y las especies amenazadas, y la mayor variedad de rasgos de alimentación. Sin embargo, estos hábitats tendían a estar menos protegidos a pesar de su mayor diversidad. Nuestros resultados ponen de relieve el valor de la vegetación heterogénea baja para promover la biomasa y la diversidad de insectos en general y que una mejor protección de los insectos requiere una mejor protección y gestión de las zonas no arboladas, donde se encuentran muchos puntos calientes de biodiversidad y taxones clave.
Keywords: biodiversidad; biodiversity; biomasa; biomass; cambio climático; climate change; cobertura de suelo; insect; insecto; land cover; metabarcoding; metacodificación de barras; polinizador; pollinator; protected area; área protegida.
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