Landscape-scale habitat fragmentation is positively related to biodiversity, despite patch-scale ecosystem decay.

Positive effects of habitat patch size on biodiversity are often extrapolated to infer negative effects of habitat fragmentation on biodiversity at landscape scales. However, such cross-scale extrapolations typically fail. A recent, landmark, patch-scale analysis (Chase et al., 2020, Nature 584, 238-243) demonstrates positive patch size effects on biodiversity, that is, 'ecosystem decay' in small patches. Other authors have already extrapolated this result to infer negative fragmentation effects, that is, higher biodiversity in a few large than many small patches of the same cumulative habitat area. We test whether this extrapolation is valid. We find that landscape-scale patterns are opposite to their analogous patch-scale patterns: for sets of patches with equal total habitat area, species richness and evenness decrease with increasing mean size of the patches comprising that area, even when considering only species of conservation concern. Preserving small habitat patches will, therefore, be key to sustain biodiversity amidst ongoing environmental crises.

Obstruction of biodiversity conservation by minimum patch size criteria.

Minimum patch size criteria for habitat protection reflect the conservation principle that a single large (SL) patch of habitat has higher biodiversity than several small (SS) patches of the same total area (SL > SS). Nonetheless, this principle is often incorrect, and biodiversity conservation requires placing more emphasis on protection of large numbers of small patches (SS > SL). We used a global database reporting the abundances of species across hundreds of patches to assess the SL > SS principle in systems where small patches are much smaller than the typical minimum patch size criteria applied for biodiversity conservation (i.e., ∼85% of patches <100 ha). The 76 metacommunities we examined included 4401 species in 1190 patches. From each metacommunity, we resampled species-area accumulation curves to evaluate how biodiversity responded to habitat existing as a few large patches or as many small patches. Counter to the SL > SS principle and consistent with previous syntheses, species richness accumulated more rapidly when adding several small patches (45.2% SS > SL vs. 19.9% SL > SS) to reach the same cumulative area, even for the very small patches in our data set. Responses of taxa to habitat fragmentation differed, which suggests that when a given total area of habitat is to be protected, overall biodiversity conservation will be most effective if that habitat is composed of as many small patches as possible, plus a few large ones. Because minimum patch size criteria often require larger patches than the small patches we examined, our results suggest that such criteria hinder efforts to protect biodiversity.

Obstrucción de la conservación de la biodiversidad por el criterio del tamaño mínimo del fragmento Resumen Los criterios de tamaño mínimo de los fragmentos para la protección de los hábitats reflejan el principio de conservación según el cual un fragmento único grande (UG) de hábitat tiene mayor biodiversidad que varios fragmentos pequeños (VP) de la misma superficie total (UG > VP). Sin embargo, este principio a menudo es incorrecto; en su lugar, la conservación de la biodiversidad debería enfatizar más la protección de un gran número de pequeñas parcelas (VP > UG). Utilizamos una base de datos mundial que recopila la abundancia de especies en cientos de fragmentos para evaluar el principio UG > VP en sistemas donde los fragmentos pequeños son mucho menores que los criterios comunes de tamaño mínimo de fragmento aplicados para la conservación de la biodiversidad (es decir, ∼85% de parches <100 ha). Las 76 metacomunidades analizadas incluyeron 4,401 especies en 1,190 parcelas. Volvimos a muestrear las curvas de acumulación especie-área en cada metacomunidad para evaluar cómo respondía la biodiversidad al hábitat: como unas pocas manchas grandes o como fragmentos de muchas manchas pequeñas. Contrario al principio UG > VP y en congruencia con síntesis anteriores, la riqueza de especies se acumuló con mayor rapidez al añadir varios fragmentos pequeños (45.2% VP > UG frente a 19.9% UG > VP) para alcanzar la misma área acumulada, incluso para los fragmentos muy pequeños de nuestro conjunto de datos. Las respuestas de los taxones a la fragmentación del hábitat fueron diferentes, lo que sugiere que, cuando se trata de proteger una determinada superficie total de hábitat, la conservación global de la biodiversidad será más efectiva si ese hábitat está compuesto por el mayor número posible de pequeños fragmentos, más unos cuantos fragmentos grandes. Dado que los criterios de tamaño mínimo exigen a menudo fragmentos más grandes que los pequeños que examinamos, nuestros resultados sugieren que tales criterios dificultan los esfuerzos por proteger la biodiversidad.