Identifying areas of conservation priority for native fishes in the Gila River Basin using GIS

Authors: Unmack, PJ, Minckley, WL

Year: 2000 (xxxii)

Abstract

The southwestern United States provides a stark example of a depauperate and unique native fish fauna decimated by environmental depredation, introduced non-native species, and other factors. The fauna has declined to the point where most species are biologically imperiled. Due to the restricted availability of surface water and concern for the continued existence of the fauna, the region has been intensively sampled and substantial records exist from which to build a comprehensive database of fish occurrences. As reported at last year’s meeting, individual records for the Gila River Basin have been compiled from museum records, primary, and “gray” literature. Data were geographically referenced using GIS. Several components were incorporated into determining conservation priorities: present day richness for native species, threatened and endangered species richness, percentage and absolute decline in native fishes, non-native species richness, etc. Our results consisted of a table containing many factors (as outlined a bove) summarized by watersheds and stream reaches. These data were best suited for graphical display. There are many ways conservation priorities can be determined; we incorporated two factors, the ratio of threatened species richness to total species richness, and intactness (whether any species had been lost or not). These were divided into seven categories, with the number of watersheds for each shown in parentheses: no fish records (117), not intact and no threatened species (88), intact and no threatened species (25), not intact and 15-35% threatened species (15), intact and 15-35% threatened species (17), not intact and >40% threatened species (11), and intact and >40% threatened species (6). Results and data from our analyses are available on the Internet at http://fish.la.asu.edu/gilafish . Several problems arose. For example, how should a stream that once had seven native species but now has only four natives and many introduced species rank relative to one that has only ever had two native fishes and today has no exotics? Distribution of early collection records was biased by access limitations rather than covering representative areas. In recent years, few voucher specimens have been retained, and specimens of introduced species were rarely kept, so that now most recent records tend to be in “gray” literature which cannot be confirmed, checked for misidentifications, or re-examined when taxonomic changes occur. Another problem is the lack of negative data, it is not possible to know if species weren’t collected because they were not present, or if they were not adequately sampled. GIS provided an excellent means by which this type of data can be analyzed. Assimilation of data into a GIS allows ease of display and high query capability. More importantly, GIS allows spatial analysis of relations among biotic and abiotic factors, including fish occurrence relative to permanency of water, geologic structure, stream gradients, altitude, land use, species associations, etc.

Resumen

Identificación de áreas de conservación prioritarias para peces nativos en la cuenca del Río Gila usando SIG El suroeste de los Estados Unidos es claro ejemplo de impacto sobre una ictiofauna nativa singular diezmada por depredación ambiental, introducción de especies no nativas y otros factores. Esta ictiofauna ha disminuido

hasta el punto en que la mayoría de las especies están en peligro. Debido a la limitada disponibilidad de agua superficial y al interés en la supervivencia de la fauna, la región ha sido muestreada intensamente y se han generado importantes registros para construir una base de datos extensiva sobre la distribución de peces. Como fue reportado en la reunión del año pasado, se compilaron registros para la cuenca del Río Gila a partir de museos y literatura gris y primaria. Los datos fueron georeferenciados en un SIG. Se incorporaron varios componentes para definir prioridades de conservación: riqueza actual de especies de peces nativos, no-nativos, amenazadas y en peligro, descenso relativo y absoluto de p eces nativos, etc. Los resultados se resumen en una tabla con varios factores (arriba mencionados), resumiendo por cuencas y tramos de arroyos. Estos datos se prestaron para su presentación gráfica. Hay varias formas de determinar prioridades de conservación; aquí se consideran dos factores: la relación de riqueza de especies en peligro-riqueza total, y qué tan intactas se encuentran (pérdida o no de especies). Estos fueron divididos en siete categorías, mostrando en paréntesis para cada categoría el número de cuencas: sin registro de peces ( 117), no intactas y sin especies amenazadas (88), intactas sin especies amenazadas (25), no intactas y 15-35% de especies amenazadas (15), intactas y 15-35% de especies amenazadas (17), no intactas y más de 40% de especies amenazadas (11), e intactas y más de 40% de especies amenazadas (6). Los resultados y los datos del análisis están disponibles en la página http://fish.la.asu.edu/gilafish . Se identificaron varios problemas. Por ejemplo, ¿Qué categoría otorgar a un arroyo que antes tenía siete especies nativas y hoy sólo tiene cuatro y muchas introducidas comparado con otro que sólo tenía dos especies nativas y hoy no tiene exóticas? La distribución de colectas antiguas está sesgada por el acceso limitado en lugar de cubrir áreas representativas. En años recientes se han conservado pocos especímenes originales y raramente se guardaron los especímenes de especies introducidas; de manera que la mayoría de los registros recientes están en literatura “gris” que no puede ser confirmada, comprobar identificaciones erróneas, o re-examinada cuando ocurren cambios taxonómicos. Otro problema es la falta de datos negativos: es imposible saber si las especies no fueron halladas por ausencia o por error de muestreo. El SIG es una excelente herramienta para analizar este tipo de datos pues facilita la presentación y por su alta capacidad de resolución. Más aún, con el SIG se pueden realizar análisis espaciales de la relación entre factores bióticos y abióticos, incluso presencia de peces en relación a permanencia de agua, estructura geológica, gradientes de flujo, altitud, uso de suelo, asociaciones de especies, etc.