Los paisajes de conectividad: principales aportaciones desde la Ecología del Paisaje

Transcripción

1 III Taller Internacional de Espacios de Conectividad y Zonas de Amortiguamiento UNA, IPGH, SINAC Universitat de Girona Los paisajes de conectividad: principales aportaciones desde la Ecología del Paisaje Ph. D. Josep Pintó

2 Introducción La Ecología del Paisaje Karl Troll, biogeógrafo alemán, consolida en los años una línea de análisis del paisaje que bautizó con el nombre de Ecología del Paisaje. A mediados de los años 80, toma fuerza en los EUA una disciplina que centra su interés en el estudio de la influencia de la estructura del paisaje sobre el funcionamiento de los sistemas naturales y, muy especialmente, sobre la conservación de la biodiversidad.

3 Introducción Mosaico paisajístico Procesos ecológicos Flujos de materia y energía a través del paisaje: -Dispersión de los organismos -Conectividad -Aislamiento

4 Introducción Mosaico paisajístico Procesos ecológicos Estudios de campo muy costosos, tanto en tiempo como en recursos. No siempre es posible llevarlos a cabo. A partir del conocimiento empírico, construimos teorías, modelos, índices lo más ajustados posibles a la realidad.

5 Modelo del mosaico de parches Estructura del paisaje Modelo del mosaico de parches (patch-matrix-corridor)

6 Modelo del mosaico de parches Estructura del paisaje matriz Modelo del mosaico de parches (patch-matrixcorridor) corredor parche

7 Modelo del mosaico de parches Estructura del paisaje Modelo del mosaico de parches (patch-matrix-corridor) Datos extraidos de mapas, imágenes captadas por sensores remotos, cubiertas de GIS, etc.

8 Fragmentación Modelo del mosaico de parches (patch-matrix-corridor) Aplicación en la gestión de la biodiversidad y el planeamiento territorial en paisajes fragmentados El desarrollo urbano. La urbanización difusa El avance de la frontera agrícola La explotación forestal no sostenible Las actividades mineras Mosaico paisajístico heterogéneo Fragmentación de los hábitats naturales

9 Fragmentación Fragmentación del paisaje área natural cultivos Hábitat no fragmentado Gran extensión de hábitats disponibles Predominio de los hábitats de interior Máxima conectáncia entre hábitats

10 Introducción Fragmentación Fragmentación del paisaje área natural cultivos Comporta: La reducción de la superficie total de un hábitat específico o de los hábitats naturales en su conjunto. Una disposición espacial del hábitat remanente en fragmentos cada vez más pequeños y aislados entre sí.

11 Fragmentación Modelo del mosaico de parches (patch-matrix-corridor) Desarrollo de indicadores para cuantificar la estructura del paisaje, sobretodo los relacionados con el área de los parches y su aislamiento, derivados de la teoria de las islas biogeográficas. Teoría de la Insularidad Biogeográfica (MacArthur y Wilson, 1967) Máxima biodiversidad

12 Fragmentación Teoría de la Insularidad Biogeográfica (MacArthur y Wilson, 1967) Las islas de mayor superficie poseen un mayor número de especies. Las islas pequeñas sufren una tasa de extinción más alta que la de las islas de mayor tamaño. Las islas cercanas a los continentes poseen una diversidad de especies más alta que las más alejadas. Las islas cercanas a los continentes tienen una tasa de extinciones más baja, con independencia de su tamaño.

13 Fragmentación El debate SLOSS: Single Large Or Several Small Qué es mejor? Un único gran espacio natural protegido o varios espacios de menor tamaño? Single Large? = small small small small

14 Fragmentación Modelo Core vs Edge Core: núcleo o área interior de un fragmento que no está influenciado, alterado, por los flujos de materia, energia o información procedentes de los usos y cubiertas del suelo vecinos. Edge: borde o perímetro de un fragmento, con unas condiciones ambientales distintas del interior debido a su carácter de frontera. core (núcleo, interior) edge (ecotono, margen) Área Core = Área total del fragmento Área del edge

15 Fragmentación Modelo Core vs Edge core edge Core (área interior): hábitat no alterado, no influenciado por los usos y cubiertas que rodean el fragmento. Edge (borde, perímetro): zona de transición entre diferentes cubiertas del suelo.

16 Fragmentación core Efecto edge Alteraciones en el microclima de los márgenes de los fragmentos causadas por: Cambios en el balance de radiación Efectos del viento Cambios físicos: Variaciones en el régimen hídrico Core: edge Especies mesófilas Especies de amplitud ecológica más reducida Cambios biogeográficos: Edge: Especies adaptadas a los espacios abiertos Especies generalistas

17 Fragmentación Modelo Core vs Edge core edge Anchura del edge? En la zona templada los fragmentos forestales con un d< 80m están enteramente constituidos por hábitat de tipo edge (Mader, 1980). En los bosques tropicales la incidencia del efecto edge es notoria en al menos los primeros 200 m desde el borde externo del bosque fragmentado (Bennet, 1999).

18 Índices paisajísticos ÍNDICES PAISAJÍSTICOS (Patch, Class and Landscape metrics) Necesidad de cuantificar, crear modelos e índices para analizar la estructura del paisaje y establecer relaciones entre el patrón paisajístico y los procesos ecológicos

19 Índices paisajísticos ÍNDICES PAISAJÍSTICOS (Patch, Class and Landscape metrics) Programa FRAGSTATS (McGarigal & Marks, 1995, 2002) Calcula un gran número de índices para medir la estructura del paisaje, basados en las propiedades de los parches, de las clases de parche y del mosaico paisajístico en su conjunto. Programas derivados de FRAGSTATS: -PATCH ANALYST (Elkie, Rempel & Carr) -V-LATE (SPIN project, University of Salzburg) Calculan una pequeña selección de índices, suficiente para un análisis básico de la estructura del paisaje. Funcionan en un entorno ArcView, como una extensión. -LANDISVIEW Transforma archivos de ERDAS GIS a formato ASCII para poder ser utilizados por FRAGSTATS

20 Índices paisajísticos ÍNDICES PAISAJÍSTICOS (Patch, Class and Landscape metrics) Inflación de índices Problema: Relevancia ecológica dudosa de algunos índices Difícil vinculación del indice con la realidad

21 Conectividad Conectividad La conectividad es un concepto importance pero definido inconsistentemente. La conectividad es una propiedad que depende de cada especie. Depende de la estructura del paisaje, de la movilidad y los requirimientos ecológicos de la especie en cuestión. Depende también de la escala a la que cada especie percibe el paisaje.

22 Conectividad Connectividad 2 3 parches de hábitat 1 4 relaciones de connectividad 5 6 Las flechas de doble sentido (color blanco) indican conectividad funcional, establecida a partir de datos de campo o del conocimiento del comportamiento del organismo y su gap threshold.

23 Red ecológica El objetuvo es identificar la Red ecológica Compuesta por parches de hábitats y connectores entre parches matriz parche connector

24 Red ecológica Red ecológica Cómo determinar los parches de hábitat y los conectores que forman parte de una red ecológica? Métodos: -Modelo de percolación -Vecino más cercano -Coste de desplazamiento

25 Red ecológica Modelo de percolación Describe la probabilidad de que un organismo pueda moverse a través del paisaje como una función de las proporciones relativas de elementos que facilitan o dificultan el movimiento (Wiens, 1995). facilita el movimiento dificulta el movimiento área natural cultivos P c = 0,99 P c >0,59 p c <0,59 Cuando la proporción de hábitat es menor a 0,59 ningún parche se expande de punta a punta y el organismo percibe el paisaje como no conectado

26 Red ecológica Identificación de los parches de hábitat mediante el índice de percolación -Cubiertas del suelo -Identificar los tipos de cubierts que constituyen hábitat adecuado -Aplicar una malla regular de celdas -Seleccionar las celdas en las cuales, las cubiertas óptimas recubren como mínimo el 60%

27 Red ecológica Cuántos vecinos tiene una celda? Regla de los 4 vecinos Regla de los 8 vecinos

28 Red ecológica Cuántos parches hay en cada paisaje? Regla de los 4 vecinos Regla de los 8 vecinos (6 parches) (2 parches)

29 Red ecológica Distancia Euclidiana (vecino más próximo) y distancia de menor coste Comparación de la distancia inter-parches entre el método de la distancia Euclidiana y el método de la distancia con menor coste de desplazamiento Minor, E.S. et al, (2008). Uncertainty in spatially explicit population models. Biological Conservation, 141: Parches de hábitat Distancia Euclidiana Distancia menor coste

30 Red ecológica Superficie de menor coste al desplazamiento Resistencia al desplazamiento / fricción Se deben asignar valores de coste o resistencia al desplazamiento a las distintas cubiertas del suelo e infraestructuras

31 Red ecológica Superficie de menor coste al desplazamiento Resistencia al deslazamiento / fricción Liu, X; Li, J (2008). Scientific solutions for the functional zoning of nature reserves in China. Ecological Modelling, 215:

32 Red ecológica Modelo del Landscape Graphs link 2 3 parche de hábitat 1 4 link nodo El parche es representado por un nodo de tamaño proporcional al atributo que se tome en consideración. Los links indican conectividad funcional En general se dibuja un graph para cada organismo o grupo de organismos con una misma habilidad para el movimiento entre parches

33 Red ecológica Modelo del Landscape Graphs Variaciones en el modelo en función de la distancia de dispersión asignada Distancia de dispersión = 1500 m Número de parches conectados = 47 (0.94) Área conectada = 122 ha (0.90) Diámetro del Graph = 15 km Distancia de dispersión = 750 m Número de parches conectados = 14 (0.28) Área conectada = 20 ha (0.15) Diámetro del Graph = 3 km Lookingbill, T.R. (2010)

34 Red ecológica Modelo del Landscape Graphs d t = x Minor, E.S. y Urban, D.L. (2008). Conservation Biology, 22:

35 Red ecológica Modelo del Landscape Graphs d t = 3 x Minor, E.S. y Urban, D.L. (2008). Conservation Biology, 22:

36 Red ecológica Módelo del Landscape Graphs Índices más utilizados: -número de links conectados a un nodo determinado. Indicador de accesibilidad del nodo y de su importancia en la red. -centralidad del nodo: importancia de su posición en la conectividad entre otras parejas de nodos. -densidad de nodos y de links -número de componentes -longitud de los paths entre nodos

37 Red ecológica Modelo del Landscape Graphs Identificación de parches importantes para la conectividad del paisaje: - Stepping stones - Parches fuente (source) Parche fuente Stepping stone Minor, E.S. y Urban, D.L. (2008). Conservation Biology, 22:

38 Red ecológica Modelo del Landscape Graphs Los Landscape graphs altamente conectados sugieren la existencia de una buena conectividad entre parches: -Mezcla de genes (incremento de la heterozigosis) -Incremento del efecto rescate -Población estructurada espacialmente: metapoblación

39 Red ecológica Modelo del Landscape Graphs Los Landscape graphs permiten además evaluar las consecuencias sobre la conectividad de la alteración o desaparición de parches y links. -Especialmente importantes son los nodos denominades centrales por su papel de rótula entre grupos de nodos.

40 Red ecológica Modelo del Landscape Graphs Los Landscape graphs permiten además evaluar las consecuencias sobre la conectividad de la alteración o desaparición de parches y links. -Especialmente importantes son los nodos denominades centrales por su papel de rótula entre grupos de nodos. División del graph en dos componentes

41 Red ecológica Modelo del Landscape Graphs Los Landscape graphs permiten además evaluar las consecuencias sobre la conectividad de la alteración o desaparición de parches y links. -Especialmente importantes son los nodos denominades centrales por su papel de rótula entre grupos de nodos. Aislamiento de nodos y pérdida de conectividad

42 Red ecológica CONEFOR SENSINODE 2.6 Software para cuantificar la importancia de los parches de hábitat para la conectividad del paisaje a través de landscape graphs e índices de disponibilidad del hábitat (Saura & Torné, April 2012)

43 Red ecológica Modelo del Landscape Graphs Aplicación en el caso de l ardilla zorra de Delmarva Lookingbill, T. et al. (2010) Criterio de connectividad entre parches (adyacencia) fue de 8 km)

44 Conclusiones En una primera etapa ha habido un desarrollo muy grande en la formulación de indicadores y la utilización de teorías y modelos para cuantificar la estructura del paisaje. Continuarán siendo útiles en el análisis descriptivo del paisaje y el seguimiento de su evolución. Por otra parte, los modelos e índices basados en los graphs y la teoría de circuitos, incluyendo los métodos alternativos para cuantificar el aislamiento como distancias de menor coste y las superficies de resistencia parece que ofrecen una aproximación más ecológica a la realidad. MUCHAS GRACIAS!!