Potential Impacts of Global Warming on the Diversity and Distribution of Stream Insects in South Korea

Globally, the East Asian monsoon region is one of the richest environments in terms of biodiversity. The region is undergoing rapid human development, yet its river ecosystems have not been well studied. Global warming represents a major challenge to the survival of species in this region and makes it necessary to assess and reduce the potential consequences of warming on species of conservation concern. We projected the effects of global warming on stream insect (Ephemeroptera, Odonata, Plecoptera, and Trichoptera [EOPT]) diversity and predicted the changes of geographical ranges for 121 species throughout South Korea. Plecoptera was the most sensitive (decrease of 71.4% in number of species from the 2000s through the 2080s) order, whereas Odonata benefited (increase of 66.7% in number of species from the 2000s through the 2080s) from the effects of global warming. The impact of global warming on stream insects was predicted to be minimal prior to the 2060s; however, by the 2080s, species extirpation of up to 20% in the highland areas and 2% in the lowland areas were predicted. The projected responses of stream insects under global warming indicated that species occupying specific habitats could undergo major reductions in habitat. Nevertheless, habitat of 33% of EOPT (including two-thirds of Odonata and one-third of Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera) was predicted to increase due to global warming. The community compositions predicted by generalized additive models varied over this century, and a large difference in community structure in the highland areas was predicted between the 2000s and the 2080s. However, stream insect communities, especially Odonata, Plecoptera, and Trichoptera, were predicted to become more homogenous under global warming. Impacto Potencial del Calentamiento Global sobre la Diversidad y la Distribucion de Insectos de Arroyo en Corea del Sur Resumen A nivel global, la region de monzon del este de Asia es uno de los ambientes mas ricos en cuanto a la biodiversidad. La region esta sufriendo un rapido desarrollo humano y sus ecosistemas fluviales no han sido bien estudiados aun. El calentamiento global representa un obstaculo mayor en la supervivencia de las especies en esta region y hace necesario estudiar y reducir las consecuencias potenciales del calentamiento sobre las especies de importancia para la conservacion. Proyectamos los efectos del calentamiento global sobre la diversidad de insectos de arroyo (Ephemeroptera, Odonata, Plecoptera y Trichoptera [EOPT]) y predijimos los cambios de los rangos geograficos para 121 especies a lo largo y ancho de Corea del Sur. Plecotpera fue el orden mas sensible (disminucion del 71.4% en el numero de especies desde el 2000 hasta la decada de 2080), mientras que Odonata se beneficio de los efectos del calentamiento global (incremento del 66.7% desde el 2000 hasta la decada de 2080). El impacto del calentamiento global sobre insectos de arroyo se predijo seria minimo antes de 2060; sin embargo, para 2080, se predijo una extirpacion de especies hasta de 20% en las areas de tierras altas y del 2% en las areas de tierras bajas. Las respuestas proyectadas de insectos de arroyo bajo el calentamiento global indicaron que las especies que ocupan habitats especificos podrian sufrir una reduccion mayor en el habitat. Sin embargo, se predijo que el habitat del 33% de EOPT (incluyendo dos tercios de Odonata y un tercio de Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera) incrementaria debido al calentamiento global. Las composiciones de la comunidad predichas por modelos aditivos generalizados vario en este siglo y una gran diferencia en la estructura de la comunidad en las areas de tierras altas se predijo entre 2000 y 2080. Sin embargo, se predijo que las comunidades de insectos de arroyo, especialmente Odonata, Plecoptera y Trichoptera, se volverian mas homogeneas bajo el calentamiento global.