Effects of climate on the distribution and conservation of commonly observed European earthworms.

Belowground biodiversity distribution does not necessarily reflect aboveground biodiversity patterns, but maps of soil biodiversity remain scarce because of limited data availability. Earthworms belong to the most thoroughly studied soil organisms and-in their role as ecosystem engineers-have a significant impact on ecosystem functioning. We used species distribution modeling (SDMs) and available data sets to map the spatial distribution of commonly observed (i.e., frequently recorded) earthworm species (Annelida, Oligochaeta) across Europe under current and future climate conditions. First, we predicted potential species distributions with commonly used models (i.e., MaxEnt and Biomod) and estimated total species richness (i.e., number of species in a 5 × 5 km grid cell). Second, we determined how much the different types of protected areas covered predicted earthworm richness and species ranges (i.e., distributions) by estimating the respective proportion of the range area. Earthworm species richness was high in central western Europe and low in northeastern Europe. This pattern was mainly associated with annual mean temperature and precipitation seasonality, but the importance of predictor variables to species occurrences varied among species. The geographical ranges of the majority of the earthworm species were predicted to shift to eastern Europe and partly decrease under future climate scenarios. Predicted current and future ranges were only poorly covered by protected areas, such as national parks. More than 80% of future earthworm ranges were on average not protected at all (mean [SD] = 82.6% [0.04]). Overall, our results emphasize the urgency of considering especially vulnerable earthworm species, as well as other soil organisms, in the design of nature conservation measures.

Efectos del clima sobre la distribución y conservación de la lombriz de tierra europea Resumen La distribución de la biodiversidad del subsuelo no refleja necesariamente los patrones de biodiversidad, pero los mapas de la biodiversidad del suelo aún son escasos debido a la disponibilidad limitada de datos. Las lombrices son uno de los organismos del suelo más estudiados a detalle­en su papel de ingenieros del ecosistema­y tienen un impacto significativo sobre el funcionamiento de ecosistema. Usamos modelos de distribución de especies (MDE) y conjuntos de datos disponibles para mapear la distribución espacial de las especies (Annelida, Oligochaeta) de lombrices más observadas (es decir, registradas con frecuencia) en toda Europa bajo el clima actual y el futuro. Primero pronosticamos la distribución potencial de las especies con modelos de uso común (MaxEnt y Biomod) y estimamos la riqueza total de especies (número de especies en una cuadrícula de 5 × 5 km). Después determinamos cuánto pronosticaban los diferentes tipos de áreas protegidas contempladas la riqueza de lombrices y la distribución de las especies mediante la estimación de la proporción respectiva del rango del área. La riqueza de especies fue alta en el occidente central y baja en el noreste de Europa. Este patrón estuvo asociado principalmente con la temperatura media anual y la estacionalidad de la precipitación, aunque la importancia de las variables de pronóstico para la presencia de la especie varió entre especies. Se pronosticó que la distribución geográfica de la mayoría de las especies cambiaría al este de Europa y disminuiría parcialmente bajo los escenarios climáticos futuros. El pronóstico de la distribución actual y futura contaba con una cobertura deficiente de las áreas protegidas, como los parques nacionales. En promedio, más del 80% de la distribución futura de las lombrices no estaba protegido (promedio [SD] = 82.6% [0.04]). En general, nuestros resultados destacan la urgencia por considerar a las especies vulnerables de lombrices, así como a otros organismos del suelo, en el diseño de las medidas de conservación.

Aboveground impacts of a belowground invader: how invasive earthworms alter aboveground arthropod communities in a northern North American forest.

Declining arthropod communities have recently gained a lot of attention, with climate and land-use change among the most frequently discussed drivers. Here, we focus on a seemingly underrepresented driver of arthropod community decline: biological invasions. For approximately 12 000 years, earthworms have been absent from wide parts of northern North America, but they have been re-introduced with dramatic consequences. Most studies investigating earthworm-invasion impacts focus on the belowground world, resulting in limited knowledge on aboveground-community changes. We present observational data on earthworm, plant and aboveground arthropod communities in 60 plots, distributed across areas with increasing invasion status (low, medium and high) in a Canadian forest. We analysed how earthworm-invasion status and biomass impact aboveground arthropod community abundance, biomass and species richness, and how earthworm impacts cascade across trophic levels. We sampled approximately 13 000 arthropods, dominated by Hemiptera, Diptera, Araneae, Thysanoptera and Hymenoptera. Total arthropod abundance, biomass and species richness declined significantly from areas of low to those with high invasion status, with reductions of 61, 27 and 18%, respectively. Structural equation models suggest that earthworms directly and indirectly impact arthropods across trophic levels. We show that earthworm invasion can alter aboveground multi-trophic arthropod communities and suggest that belowground invasions might be underappreciated drivers of aboveground arthropod decline.

Challenges of and opportunities for protecting European soil biodiversity.

Soil biodiversity and related ecosystem functions are neglected in most biodiversity assessments and nature conservation actions. We examined how society, and particularly policy makers, have addressed these factors worldwide with a focus on Europe and explored the role of soils in nature conservation in Germany as an example. We reviewed past and current global and European policies, compared soil ecosystem functioning in- and outside protected areas, and examined the role of soils in nature conservation management via text analyses. Protection and conservation of soil biodiversity and soil ecosystem functioning have been insufficient. Soil-related policies are unenforceable and lack soil biodiversity conservation goals, focusing instead on other environmental objectives. We found no evidence of positive effects of current nature conservation measures in multiple soil ecosystem functions in Europe. In German conservation management, soils are considered only from a limited perspective (e.g., as physicochemical part of the environment and as habitat for aboveground organisms). By exploring policy, evidence, and management as it relates to soil ecosystems, we suggest an integrative perspective to move nature conservation toward targeting soil ecosystems directly (e.g., by setting baselines, monitoring soil threats, and establishing a soil indicator system).

La biodiversidad del suelo y las funciones ambientales relacionadas se dejan de lado en la mayoría de las evaluaciones de la biodiversidad y de las acciones de conservación de la naturaleza. Analizamos cómo la sociedad, y particularmente los formuladores de políticas, han abordado estos factores a nivel mundial con un enfoque en Europa y exploramos como ejemplo el papel de los suelos en la conservación de la naturaleza en Alemania. Revisamos las políticas mundiales y europeas en el pasado y en la actualidad, comparamos el funcionamiento ambiental del suelo dentro y fuera de las áreas protegidas y examinamos el papel de los suelos en la gestión de la conservación por medio del análisis de textos. La protección y la conservación de la biodiversidad y el funcionamiento ambiental del suelo han sido insuficientes. Las políticas relacionadas con el suelo son inaplicables y carecen de objetivos de conservación para su biodiversidad, pues se enfocan más bien en otros objetivos ambientales. No descubrimos evidencias de los efectos positivos de las medidas actuales de conservación en múltiples funciones ambientales del suelo en Europa. En la gestión alemana de la conservación, los suelos sólo se consideran desde una perspectiva limitada (p. ej.: como una parte físico química del ambiente y como hábitat para los organismos que habitan por encima de él). Mediante la exploración de la política, evidencias y gestión conforme se relaciona con los ecosistemas del suelo, sugerimos una perspectiva integrada para dirigir a la conservación hacia el enfoque directo sobre los ecosistemas del suelo (p. ej.: al establecer líneas base, monitorear las amenazas para el suelo y establecer un sistema indicador del suelo).